DE68913345T2 - Fluid bed device. - Google Patents

Fluid bed device.

Info

Publication number
DE68913345T2
DE68913345T2 DE68913345T DE68913345T DE68913345T2 DE 68913345 T2 DE68913345 T2 DE 68913345T2 DE 68913345 T DE68913345 T DE 68913345T DE 68913345 T DE68913345 T DE 68913345T DE 68913345 T2 DE68913345 T2 DE 68913345T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fluidized bed
gas
filter
tubes
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE68913345T
Other languages
German (de)
Other versions
DE68913345D1 (en
Inventor
Yasumasa C O Ube Industri Idei
Sadahiko C O Ube Industr Maeda
Shinji C O Ube Indust Matsuura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP11816688A external-priority patent/JPH0635321B2/en
Priority claimed from JP15251288U external-priority patent/JPH064173Y2/en
Priority claimed from JP1988152511U external-priority patent/JPH0631292Y2/en
Priority claimed from JP9394889A external-priority patent/JPH02272209A/en
Application filed by Ube Industries Ltd filed Critical Ube Industries Ltd
Publication of DE68913345D1 publication Critical patent/DE68913345D1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE68913345T2 publication Critical patent/DE68913345T2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1818Feeding of the fluidising gas
    • B01J8/1827Feeding of the fluidising gas the fluidising gas being a reactant
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1836Heating and cooling the reactor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1872Details of the fluidised bed reactor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/384Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts the catalyst being continuously externally heated
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00Fluidised bed combustion apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/022Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00Casings; Linings; Walls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00106Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00168Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
    • B01J2208/00212Plates; Jackets; Cylinders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00504Controlling the temperature by means of a burner
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/0053Controlling multiple zones along the direction of flow, e.g. pre-heating and after-cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00823Mixing elements
    • B01J2208/00831Stationary elements
    • B01J2208/00849Stationary elements outside the bed, e.g. baffles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00823Mixing elements
    • B01J2208/00858Moving elements
    • B01J2208/00876Moving elements outside the bed, e.g. rotary mixer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0816Heating by flames

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wirbelschichtvorrichtung zur Heformierung eines Kohlenwasserstoffgases.The present invention relates to a fluidized bed device for forming a hydrocarbon gas.

Wie an sich bekannt, liefert ein Wirbelschichtkessel den Brennstoff kontinuierlich zu einer Wirbelschichtkammer und Luft durch eine Verteilerplatte in die Wirbelschichtkammer, um den Brennstoff zu verbrennen, das fluidisierbare Medium zu fluidisieren und einen Wärmeaustausch in Heizrohren auszuführen, die innerhalb der Wirbelschichtkammer angeordnet sind. Bei diesem Wirbelschichtkessel sind eine lnstallationshöhe der Heizrohre und eine Menge des eingegebenen Wirbelschichtmediums so eingestellt, dar die Heizrohre in dem Wirbelschichtbett eingetaucht sind. In einem solchen Kessel sind die Heizrohre in die Wirbelschicht eingetaucht, und der Kessel wird in einem Bereich betrieben, in dem sich der Gesamtwärmeübergangskoeffizient selbst dann nicht erniedrigt, wenn die Luftströmungsrate gesenkt wird, die ein Merkmal des Wärmeüberganges des Wirbelschichtbettes ist. Selbst wenn daher die Mengen an zugeführtem Brennstoff und zugeführter Luft reduziert werden und die Verbrennungswärme des Brennstoffes abgesenkt wird, falls sich die Kesselbelastung erniedrigt, werden der Wärmeübergangskoeffizient und ein Wärmeübergangsflächenbereich im wesentlichen nicht verringert. Daher kann die Temperatur der Wirbelschicht rasch abnehmen, und die Wirbelschicht kann nicht mehr betriebsfähig sein.As is known per se, a fluidized bed boiler continuously supplies the fuel to a fluidized bed chamber and air through a distributor plate into the fluidized bed chamber to burn the fuel, fluidize the fluidizable medium and carry out heat exchange in heating tubes arranged inside the fluidized bed chamber. In this fluidized bed boiler, an installation height of the heating tubes and an amount of the fluidized bed medium supplied are set so that the heating tubes are immersed in the fluidized bed. In such a boiler, the heating tubes are immersed in the fluidized bed, and the boiler is operated in a range in which the total heat transfer coefficient does not decrease even if the air flow rate, which is a characteristic of the heat transfer of the fluidized bed, is decreased. Therefore, even if the amounts of supplied fuel and supplied air are reduced and the heat of combustion of the fuel is lowered, if the boiler load is lowered, the heat transfer coefficient and a heat transfer surface area are not substantially reduced. Therefore, the temperature of the fluidized bed may rapidly decrease and the fluidized bed may become inoperable.

Wenn im Gegensatz hierzu die Menge des zugeführten Brennstoffes und der zugeführten Luft bei ansteigender Kesselbelastung vergrößert wird, kann die Temperatur der Wirbelschicht rasch ansteigen, und hierdurch eine Störung verursachen, beispielsweise eine Verschlackung des Wirbelschichtmediums.In contrast, if the amount of fuel and air supplied is increased with increasing boiler load, the temperature of the fluidized bed can rise rapidly, thereby causing a disturbance, such as slagging of the fluidized bed medium.

Um dies zu bewältigen, offenbart die US-A-4,279,207, daß bei steigender Kesselbelastung die Menge des fluidisierten Mediums anwächst, und der Kontaktbereich zwischen dem Wirbelschichtbett und den Heizrohren ansteigt, um hierdurch die Wärmemenge zu erhöhen, die von der Wirbelschicht auf die Heizrohre übertragen wird. Sie offenbart auch das Ausströmen des Wirbelschichtmediums, wenn die Belastung abnimmt (insbesondere Spalte 10, Zeilen 54 bis 62 und Spalte 11, Zeilen 7 bis 14).To deal with this, US-A-4,279,207 discloses that as the boiler load increases, the amount of fluidized medium increases and the contact area between the fluidized bed and the heating tubes increases, thereby increasing the amount of heat transferred from the fluidized bed to the heating tubes. It also discloses the outflow of the fluidized bed medium as the load decreases (in particular column 10, lines 54 to 62 and column 11, lines 7 to 14).

US-A-4,499-857 zeigt insbesondere in Spalte 4, Zeilen 53 bis 60 und in Spalte 6, Zeilen 17 bis 19, dar die Höhe des Wirbelschichtmediums in Abhängigkeit von der Temperatur der Wirbelschicht gesteuert wird.US-A-4,499-857 shows in particular in column 4, lines 53 to 60 and in column 6, lines 17 to 19, that the height of the fluidized bed medium is controlled depending on the temperature of the fluidized bed.

Mining Engineering, Seite 244, rechte Spalte, Zeilen 12 bis 19 und Figur 7, veröffentlicht in USA, April 1986, zeigt, wie die Höhe der Wirbelschicht und die Zahl der in die Wirbelschicht eingetauchten Heizrohre in Abhängigkeit von der Belastung geändert werden.Mining Engineering, page 244, right column, lines 12 to 19 and Figure 7, published in USA, April 1986, shows how the height of the fluidized bed and the number of heating tubes immersed in the fluidized bed are changed depending on the load.

Ein weiterer Typ eines verbesserten Wirbelschichtkessels ist ferner in US-A-4,768,468 offenbart.Another type of improved fluidized bed boiler is further disclosed in US-A-4,768,468.

Beispielsweise schliept in dem Wirbelschichtreformierofen, der als eine Wirbelschichtverbrennungsvorrichtung ausgerüstet ist, die Durchführung eines Reformierverfahrens die Schritte der Verbrennung des Heizgasöles in der Wirbelschicht ein, um die Menge der darin entwickelten Wärme zu Katalysatorrohren zu überführen und den Wasserdampf dem Kohlenwasserstoffgas in den Katalysatorrohren zuzufügen.For example, in the fluidized bed reforming furnace equipped as a fluidized bed combustion device, carrying out a reforming process includes the steps of burning the fuel gas oil in the fluidized bed to transfer the amount of heat developed therein to catalyst tubes and adding the water vapor to the hydrocarbon gas in the catalyst tubes.

Wenn das Kohlenwasserstoffgas Methan ist, kann die Wasserdampf-Reformierreaktion folgendermaßen ausgedrückt werden:If the hydrocarbon gas is methane, the steam reforming reaction can be expressed as:

CH&sub4; + H&sub2;O -T CO - 3H&sub2;CH4; + H₂O -T CO - 3H₂

Wenn eine Höhe des Wirbelschichtbettes des Wirbelschichtreformierofens so klein wie 400 bis 500 mm ist und wenn eine Temperatur der Wirbelschicht bei beispielsweise 800ºC oder etwa bei diesem Wert eingestellt ist, der für die Durchführung des Reformierverfahrens geeignet ist, wird das Brennstof fgas in der Nähe einer Wirbelschichtfläche (obere Fläche) heftig verbrannt, während der Gasbrennstoff in einem oberen Raum teilweise verbrannt wird. Infolgedessen steigt die Temperatur eines verbrannten Abgases bis zu beispielsweise 900ºC an. Eine Wärmemenge, die 100ºC als Unterschiedswert zwischen 900ºC und der Temperatur, beispielsweise 800ºC, der Wirbelschicht entspricht, wird für die Reformierungsaktion nicht ausgenutzt sondern aus dem Reformierofen nach außen abgegeben, was zu einem Wärmeverlust führt.When a height of the fluidized bed of the fluidized bed reforming furnace is as small as 400 to 500 mm and when a temperature of the fluidized bed is set at, for example, 800ºC or about that value suitable for carrying out the reforming process, the fuel gas near a fluidized bed surface (upper surface) is vigorously burned while the gas fuel in an upper space is partially burned. As a result, the temperature of a burned exhaust gas rises up to, for example, 900ºC. An amount of heat corresponding to 100ºC as a difference between 900ºC and the temperature, for example, 800ºC, of the fluidized bed is not utilized for the reforming action but is released from the reforming furnace to the outside, resulting in a heat loss.

Der Wirbelschichtkessel präsentiert ebenfalls das gleiche Phänomen wie oben. Nämlich selbst in einem Falle, in dem der in der Wirbelschicht zu verbrennende Brennstoff Kohle, ebenso wie ein Gas ist, tendiert das feine Pulver desselben, in der Nähe der Wirbelschichtfläche oder in dem oberen Raum verbrannt zu werden.The fluidized bed boiler also presents the same phenomenon as above. Namely, even in a case where the fuel to be burned in the fluidized bed is coal, as well as a gas, the fine powder of the same tends to be burned near the fluidized bed surface or in the upper space.

Andererseits bringt diese Art der Verbrennung in der Wirbelschicht ein solches Phänomen mit sich, dar ein Teil des Wirbelschichtmediums zusammen mit dem verbrannten Abgas aus dem Ofen herausgestreut wird. Eine Höhe einer freien Wandeinheit muß zur Verhinderung dieses Phänomens ausreichend grob gemacht werden. Diese Anordnung veranlaßt hingegen wiederum ein Ansteigen der Vorrichtungsgröße.On the other hand, this type of combustion in the fluidized bed brings with it such a phenomenon that a part of the fluidized bed medium is scattered out of the furnace together with the burned exhaust gas. A height of a free The wall unit must be made sufficiently coarse to prevent this phenomenon. This arrangement, however, causes an increase in the size of the device.

Es wird hier eine an sich bekannte Technik erläutert (z.B. Saving of Energy, Seite 39 bis 45, Band 35, Nr 13, 1983, veröffentlicht von The Energy Saving Centre Foundation), bei der ein aufgeschäumtes keramisches Material (poröses Keramikmaterial), das an einem Gasauslaß vorgesehen ist, der in dem mit einem Gasbrenner ausgerüsteten Heizofen ausgebildet ist, dazu dient, die von dem Abgas abgegebene Wärme zu absorbieren, und die von der Ofenoberfläche, die eine hohe Temperatur hat, abgestrahlte Hitze wird dazu benutzt, die aufzuheizende Substanz aufzuheizen.A technique known per se (e.g., Saving of Energy, pages 39 to 45, volume 35, No. 13, 1983, published by The Energy Saving Centre Foundation) is explained here, in which a foamed ceramic material (porous ceramic material) provided at a gas outlet formed in the heating furnace equipped with a gas burner serves to absorb the heat emitted from the exhaust gas, and the heat radiated from the furnace surface having a high temperature is used to heat the substance to be heated.

Es ist jedoch eine unbekannte Art und Weise, wie das voranstehend erwähnte poröse Keramikmaterial an der Wirbelschichtverbrennungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung angebracht wird, wobei die Vorrichtung solche Kenndaten zeigt, dar das Wirbelschichtmedium befähigt ist, zusammen mit dem verbrannten Gas auf die Außenseite des Ofens gestreut zu werden, oder der Brennstoff, beispielsweise Gas, Kohle und dergleichen, teilweise auperhalb des Ofens verbrannt wird.However, it is an unknown manner how the above-mentioned porous ceramic material is attached to the fluidized bed combustion apparatus of the present invention, which apparatus exhibits such characteristics that the fluidized bed medium is capable of being scattered to the outside of the furnace together with the burned gas, or the fuel such as gas, coal and the like is partially burned outside the furnace.

Es entsteht jedoch ein Problem, welches der Wirbelschichtverbrennungsvorrichtung zur Verbrennung des Brennstoffes durch Fluidisierung des fluidisierbaren Mediums inhärent ist, wobei ein Teil des Mediums in den oberen Raum austritt und an den Löchern des porösen Keramikmaterials haftet, wodurch eine Beladung verursacht wird, die ihrerseits ein Hindernis für das Ausströmen des verbrannten Gases erzeugt.However, there arises a problem inherent in the fluidized bed combustion device for burning the fuel by fluidizing the fluidizable medium, whereby a part of the medium leaks into the upper space and adheres to the holes of the porous ceramic material, thereby causing a load which in turn creates an obstacle to the outflow of the burned gas.

Basierend auf dem Stand der Technik, schließt der Reformierofen des Wirbelschichtbettes eine Mehrzahl von Katalysatorrohren ein, die in der vertikalen Richtung angeordnet sind. Unterteile der Rohre sind in eine Wirbelschicht eingebettet, in die der Brennstoff und Luft zum Zwecke einer Verbrennung eingespeist werden. Die durch diese Verbrennung erhitzte Wirbelschicht wird in Kontakt mit den Katalysatorrohren gebracht, wodurch die Rohre aufgeheizt werden. Der Wasserdampf wird dem Kohlenstoffwasserstoffbrennstoff zugefügt, der in die Katalysatorrohre eingespeist wird, und der Kohlenstoffwasserstoffbrennstoff unterliegt durch Erhitzung dem Reformierungsprozeß.Based on the prior art, the fluidized bed reforming furnace includes a plurality of catalyst tubes arranged in the vertical direction. Lower parts of the tubes are embedded in a fluidized bed into which the fuel and air are fed for combustion. The fluidized bed heated by this combustion is brought into contact with the catalyst tubes, thereby heating the tubes. The water vapor is added to the hydrocarbon fuel fed into the catalyst tubes, and the hydrocarbon fuel undergoes the reforming process by heating.

In dem Reformierofen, der mit den vertikal angeordneten Katalysatorrohren versehen ist, wächst die Wirbelschicht in der Höhe weit genug, um die Einbettung der gesamten Katalysatorrohre (von den oberen bis zu den unteren Enden) zu ermöglichen, wobei diese Rohre sich in vertikaler Richtung erstrecken. Aus diesem Grund ist eine stationäre Betthöhe (eine Höhe des Wirbelschichtmediums, wenn es nicht fluidisiert ist) etwa halb so groß wie die Länge des Katalysatorrohres. Das relativ hohe Wirbelschichtbett veranlapt ein merkliches Ansteigen in seiner Druckdifferenz, was zu einem groben Leistungsverlust eines Gebläses führt, welches zum Zwecke des Einspeisens der Luft in das Wirbelschichtbett vorgesehen ist. Daneben wird das Wirbelschichtmedium hoch gestreut, wenn die Höhe der Wirbelschicht zunimmt. Es ist daher erforderlich, daß die freie Wand hoch ausgebildet wird. Damit wächst auch die Höhe des Ofenkörpers.In the reforming furnace provided with the vertically arranged catalyst tubes, the fluidized bed grows in height enough to allow the embedding of the entire catalyst tubes (from the upper to the lower ends), these tubes extending in the vertical direction. For this reason, a stationary bed height (a height of the fluidized bed medium when it is not fluidized) is about half the length of the catalyst tube. The relatively high fluidized bed causes a noticeable increase in its pressure difference, resulting in a gross loss of performance of a blower provided for the purpose of feeding the air into the fluidized bed. Besides, the fluidized bed medium is scattered high as the height of the fluidized bed increases. It is therefore necessary that the free wall be made high. Thus, the height of the furnace body also increases.

FR-A-2 531 944 offenbart einen Brennstoff-Reformierapparat, der eine Anzahl vertikal angeordneter, mit Katalysator gefüllter Rohre in einem Wirbelschichtbett umfaßt, wobei diese Rohre auf eine hohe Temperatur aufgeheizt werden können, und zwar durch Erwärmung von außen her, um so Brennstoff zu einem Gas zu reformieren, welches Wasserstoff als Hauptkomponente enthält.FR-A-2 531 944 discloses a fuel reforming apparatus comprising a number of vertically arranged catalyst-filled filled tubes in a fluidized bed, which tubes can be heated to a high temperature by external heating so as to reform fuel into a gas containing hydrogen as the main component.

Der herkömmliche Reformierofen mit Wirbelschicht, bei dem die Katalysatorrohre in der vertikalen Richtung angeordnet sind, hat ein für die Wirbelschicht eigentümliches Merkmal, bei dem es möglich ist, eine innere Ofentemperatur konstant zu halten. Zusätzliche Vorteile sind, daß eine Temperaturverteilung der Katalysatorrohre reduziert werden kann, um einen gleichförmigen Wärmeübergang zu vermitteln, und dar eine Geschwindigkeit, bei welcher ein Ansprechen auf Belastungsänderungen stattfindet, erhöht werden kann. Auf der anderen Seite ist die Höhe der Wirbelschicht nicht geradlinig proportional zu einer Oberflächengeschwindigkeit. In einem Bereich, in dem beispielsweise die Oberflächengeschwindigkeit relativ klein ist, wächst die Höhe der Wirbelschicht beträchtlich mit größerer Oberflächengeschwindigkeit. Demgegenüber nimmt in einem Bereich, in dem die Oberflächengeschwindigkeit relativ groß ist, selbst wenn die Oberflächengeschwindigkeit ansteigt, die Höhe des Wirbelschichtbettes nicht merklich zu. Wenn daher die Oberflächengeschwindigkeit auf die Hälfte reduziert wird, wird ein Verhältnis, bei dem die fluidisierenden Medien die vertikal angeordneten Katalysatorrohre berühren, nicht auf die Hälfte herabgemindert. Wenn infolgedessen die Oberflächengeschwindigkeit abnimmt, wächst ein Verhältnis der Menge der aus der Wirbelschicht herausgenommenen Menge zu der Menge der Wärme, die aus dem Brennstoff evolviert wird, während die Temperatur des Wirbelschichtbettes absinkt. Infolgedessen kann ein vorbestimmter Reformierprozeß entsprechend der Belastung des Reformierofens nicht ausgeführt werden.The conventional fluidized bed reforming furnace in which the catalyst tubes are arranged in the vertical direction has a feature peculiar to the fluidized bed in that it is possible to keep an internal furnace temperature constant. Additional advantages are that a temperature distribution of the catalyst tubes can be reduced to impart uniform heat transfer and a speed at which a response to load changes takes place can be increased. On the other hand, the height of the fluidized bed is not linearly proportional to a surface velocity. In a region where, for example, the surface velocity is relatively small, the height of the fluidized bed increases considerably with a larger surface velocity. On the other hand, in a region where the surface velocity is relatively large, even if the surface velocity increases, the height of the fluidized bed does not increase appreciably. Therefore, if the surface velocity is reduced to half, a ratio at which the fluidizing media contact the vertically arranged catalyst tubes is not reduced to half. As a result, when the superficial velocity decreases, a ratio of the amount of fuel taken out of the fluidized bed to the amount of heat evolved from the fuel increases, while the temperature of the fluidized bed decreases. As a result, a predetermined reforming process cannot be carried out according to the load of the reforming furnace.

Die vorliegenden Erfindung vermittelt eine Wirbelschichtvorrichtung zur Reformierung eines Kohlenwasserstoffgases mit einem Ofenkörper, an dessen oberem Abschnitt ein Auslag für verbranntes Gas ausgebildet ist, mit einem horizontal im Ofenkörper angeordneten Verteiler zur Unterteilung des inneren des Ofenkörpers in eine obere Wirbelschichtkammer und eine untere Kammer und mit Wärmeübertragungsrohren, die mit Katalysatoren beladen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre in der Wirbelschichtkammer horizontal angeordnet sind.The present invention provides a fluidized bed apparatus for reforming a hydrocarbon gas, comprising a furnace body, at the upper portion of which a burnt gas outlet is formed, a distributor arranged horizontally in the furnace body for dividing the interior of the furnace body into an upper fluidized bed chamber and a lower chamber, and heat transfer tubes loaded with catalysts, characterized in that the tubes are arranged horizontally in the fluidized bed chamber.

Entsprechend einem Aspekt der Erfindung kann eine Wirbelschichtverbrennungsvorrichtung eine Gasdispersions(Verteiler-)Platte umfassen, die in einem unteren Teil einer Wirbelschichtkammer angeordnet ist sowie eine Wirbelschicht, die durch Fluidisierung des fluidisierbaren Mediums auf der Gasdispersions-(Verteiler-)Platte ausgebildet ist, so dap ein Brennstoff in der Wirbelschicht verbrannt werden kann, gekennzeichnet durch einen Filter, der in einem Auslaß für verbranntes Gas oder einer freien Wandeinheit der Wirbelschichtkammer so angeordnet ist, daß er die freie Wandeinheit oder den Gasauslaß durchquert.According to one aspect of the invention, a fluidized bed combustion apparatus may comprise a gas dispersion (distribution) plate disposed in a lower part of a fluidized bed chamber and a fluidized bed formed by fluidizing the fluidizable medium on the gas dispersion (distribution) plate so that a fuel can be burned in the fluidized bed, characterized by a filter disposed in a burned gas outlet or a free wall unit of the fluidized bed chamber so as to traverse the free wall unit or the gas outlet.

Der Filter kann vorzugsweise die Verwendung von Drahtgaze oder einer porösen Keramikplatte einschließen.The filter may preferably include the use of wire gauze or a porous ceramic plate.

In dieser Wirbelschichtverbrennungsvorrichtung flieht das Abgas, welches in der Wirbelschicht verbrannt wurde, über die freie Wand, die höher als die Wirbelschicht angeordnet ist, in den Auslaß der Wirbelschichtkammer. Das Abgas durchdringt den Filter und wird in eine Auslaßleitung abgegeben, zu welcher Zeit das Abgas die Wärme dem Filter mitteilt, dessen Temperatur sich ihrerseits erhöht. Der Filter kann die Wärme dann abstrahlen. Die abgestrahlte Wärme wird anschließend von dem Wirbelschichtmedium im Wirbelschichtbett absorbiert, und zwar als Vorbereitung für eine wirksame Anwendung für eine Reformierwirkung des Reformierofens oder Erzeugung von Wasserdampf des Kessels.In this fluidized bed combustion device, the exhaust gas which has been burned in the fluidized bed escapes through the free wall, which is arranged higher than the fluidized bed, into the outlet of the fluidized bed chamber. The exhaust gas passes through the filter and is discharged into an outlet line, at which time the exhaust gas imparts the heat to the filter, which in turn increases in temperature. The filter can then radiate the heat. The radiated heat is then absorbed by the fluidized bed medium in preparation for effective use in the reforming action of the reforming furnace or steam generation of the boiler.

Der Filter übt eine Funktion zur Verhinderung des Abschleuderns des Wirbelschichtmediums aus dem Auslaß aus, und führt so die Verbrennung im Wirbelschichtbett stabil aus, ohne Veränderungen in der Menge des Wirbelschichtmediums zu verursachen.The filter performs a function of preventing the fluidized bed medium from being thrown out of the outlet, thus stably carrying out combustion in the fluidized bed without causing changes in the amount of the fluidized bed medium.

Entsprechend einem anderen Aspekt der Erfindung kann eine Wirbelschichtverbrennungskammer eine Gasdispersionsplatte umfassen, die in einem unteren Teil einer Wirbelschichtkammer angeordnet ist, sowie eine Wirbelschicht, die durch F1uidisierung des fluidisierbaren Mediums auf der Gasdispersionsplatte angeordnet ist, wodurch ein Brennstoff in der Wirbelschicht verbrannt wird, dadurch gekennzeichnet, dar ein Filter in einem Auslaß für verbranntes Gas oder auf einem freien Wandraum der Wirbelschichtkammer so angeordnet ist, daß er den freien Wandraum oder den Gasauslaß überquert; daß eine Auslaßleitung für verbranntes Gas, die in Fließrichtung des verbrannten Gases mit Bezug auf den Abschnitt, an dem der Filter angeordnet ist, stromabwärts vorgesehen ist, in eine Mehrzahl von Sub-Leitungen in solcher Richtung unterteilt ist, die zur Leitung quer verläuft; und daß jedes dieser so abgeteilten Abteile mit einem Ventil und einer Gaseinspeisdüse ausgerüstet ist, die zwischen dem Ventil und dem Filter angeordnet ist, und zwar zum Zwecke einer Rückwaschung des Filters.According to another aspect of the invention, a fluidized bed combustion chamber may comprise a gas dispersion plate arranged in a lower part of a fluidized bed chamber, and a fluidized bed arranged by fluidizing the fluidizable medium on the gas dispersion plate, whereby a fuel is burned in the fluidized bed, characterized in that a filter is arranged in a burned gas outlet or on a free wall space of the fluidized bed chamber so as to cross the free wall space or the gas outlet; that a burned gas outlet line provided downstream in the flow direction of the burned gas with respect to the portion at which the filter is arranged is divided into a plurality of sub-lines in a direction transverse to the line; and that each of these compartments so separated is equipped with a valve and a gas injection nozzle arranged between the valve and the filter for the purpose of backwashing the filter.

Bei dieser Wirbelschichtverbrennungsvorrichtung überträgt das Abgas in ähnlicher Weise die Wärme auf den Filter, und es ergibt sich, dar Drahtgaze oder ein poröses Glied die Wärme wieder abstrahlt. Die abgestrahlte Wärme wird dann von der Wirbelschicht absorbiert als Vorbereitung für eine wirksame Verwendung bei der Reformierungsaktion des Reformierungsofens oder der Erzeugung von Wasserdampf des Kessels.In this fluidized bed combustion device, the exhaust gas similarly transfers the heat to the filter, and it results that the wire gauze or a porous member re-radiates the heat. The radiated heat is then absorbed by the fluidized bed in preparation for effective use in the reforming action of the reforming furnace or the generation of steam of the boiler.

Der Filter dient dazu, das Herausstreuen des Wirbelschichtmediums aus dem Auslaß zu verhindern, so daß die Verbrennung im Wirbelschichtbett mit Stabilität erfolgt und keine Veränderung in der Menge des Wirbelschichtmediums verursacht wird. Während dieser Schritte werden die Ventile der mehreren Abteile betätigt, die durch Abteilen der Auslaßleitung erhalten werden, die in Strömungsrichtung hinter dem Filter installiert ist. Als Ergebnis der Ventilbetätigung werden mit dem Filter verhaftete Partikel eliminiert. Insbesondere wird das Abgas in die Abgasleitung durch Öffnen des Ventils eines bestimmten Abteils abgegeben, während die Ventile anderer Abteile geschlossen bleiben. In diesem Zustand wird das Rückwaschgas aus der Gasdüse ausgestoßen, wodurch das Rückwaschgas auf den Filter desjenigen Abschnittes auftrifft, an welchem jenes Ventil positioniert ist, und fließt von der der Wirbelschichtkammer gegenüberliegenden Seite zu einem Freiwandraum der Wirbelschichtkammer. Das am Filter haftende Medium wird entfernt, so daß eine Belastung des Filters vermieden wird. Diese Operationen werden der Reihe nach bei jedem abgetrennten Abteil durchgeführt, und die kontinuierlichen Prozesse werden mit Stabilität bewirkt.The filter serves to prevent the scattering of the fluidized bed medium from the outlet so that the combustion in the fluidized bed is carried out with stability and no change is caused in the amount of the fluidized bed medium. During these steps, the valves of the plurality of compartments obtained by compartmentalizing the outlet line installed downstream of the filter are operated. As a result of the valve operation, particles stuck to the filter are eliminated. Specifically, the exhaust gas is discharged into the exhaust line by opening the valve of a certain compartment while the valves of other compartments remain closed. In this state, the backwash gas is ejected from the gas nozzle, whereby the backwash gas impinges on the filter of the section where that valve is positioned and flows from the side opposite to the fluidized bed chamber to a free wall space of the fluidized bed chamber. The medium adhering to the filter is removed so that strain on the filter is avoided. These operations are carried out in turn for each separated compartment and the continuous processes are effected with stability.

Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung kann eine Wirbelschichtverbrennungskammer eine Gasdispersionsplatte umfassen, die in einem unteren Teil einer Wirbelschichtkammer installiert ist; und eine Wirbelschicht, die durch Fluidisierung des fluidisierbaren Mediums auf der Gasdispersionsplatte ausgebildet ist, wodurch ein Brennstoff in dem Wirbelschichtbett verbrannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filter so angeordnet ist, daß es quer zu einer freien Wand oder einem Auslaß für verbranntes Gas verläuft, und Platten zum Einfangen aus der Wirbelschicht ausgestreuter Teilchen unterhalb des Filters vorgesehen sind.According to a further aspect of the invention, a A fluidized bed combustion chamber comprising a gas dispersion plate installed in a lower part of a fluidized bed chamber; and a fluidized bed formed by fluidizing the fluidizable medium on the gas dispersion plate, whereby a fuel is combusted in the fluidized bed, characterized in that a filter is arranged to extend transversely to a free wall or a burned gas outlet, and plates for capturing particles scattered from the fluidized bed are provided below the filter.

Vorzugsweise sind die mehreren Platten zum Einfangen ausgestreuter Teilchen im wesentlichen in den Auf- und Abwärtsrichtungen angeordnet, und Durchlässe für das verbrannte Gas sind zwischen den die gestreuten Teilchen einfangenden Platten ausgebildet. Unterhalb der Einfangplatten ist ein Verschluß vorgesehen, der befähigt ist, intermittierend einen Gasstrom in die Durchlässe zu steuern, oder ein Oszillator, der dem Filter Oszillationen mitteilt.Preferably, the plurality of scattered particle trapping plates are arranged substantially in the up and down directions, and passages for the burned gas are formed between the scattered particle trapping plates. Below the trapping plates, there is provided a shutter capable of intermittently controlling a gas flow into the passages or an oscillator for imparting oscillations to the filter.

Bei dieser Wirbelschichtverbrennungsvorrichtung läuft das in der Wirbelschicht verbrannte Abgas durch den oberhalb der Wirbelschicht angeordneten Freiwandraum in die Wirbelschichtkammer. Mittlerweile fangen die Einfangplatten für die gestreuten Teile eine gute Anzahl Wirbelschichtpartikel auf und führen sie in das Wirbelschichtbett zurück.In this fluidized bed combustion device, the exhaust gas burned in the fluidized bed flows through the free wall space arranged above the fluidized bed into the fluidized bed chamber. In the meantime, the collecting plates for the scattered parts catch a good number of fluidized bed particles and return them to the fluidized bed.

Das Abgas, welches eine kleine Menge an Partikeln enthält, läuft durch die die gestreuten Teilchen einfangenden Platten und erreicht den Filter, der im Auslaß oder einem Freiwandraum angeordnet ist. Das Gas wird auf die Augenseite des Ofens abgegeben, nachdem es den Filter durchlaufen hat, während die Teilchen durch den Filter eingefangen werden.The exhaust gas, which contains a small amount of particles, passes through the scattered particle trapping plates and reaches the filter located in the outlet or a free wall space. The gas is discharged to the eye side of the furnace after passing through the filter. while the particles are captured by the filter.

Das Abgas gibt die Wärme an die Platten zum Einfangen der gestreuten Teilchen und das Filter ab, wenn es hindurchpassiert, und es ergibt sich, daß die Platten und das Filter auf hohe Temperaturen gelangen. Dann strahlen diese Komponenten die Strahlungswärme ab. Anschließend an diesen Schritt wird die Strahlungswärme von dem fluidisierten Medium der Wirbelschicht absorbiert und weiterhin in wirksamer Weise für die Reformierungsaktion des Reformierofens oder für die Erzeugung von Kesseldampf angewandt.The exhaust gas gives off heat to the scattered particle trapping plates and the filter as it passes through, and it results in the plates and the filter reaching high temperatures. Then, these components radiate the radiant heat. Following this step, the radiant heat is absorbed by the fluidized medium of the fluidized bed and further used effectively for the reforming action of the reforming furnace or for the generation of boiler steam.

Beachte, dar die Filterwärme direkt in das fluidisierte Medium im Wirbelschichtbett emittiert oder zeitweise auf die Platten zum Einfangen der gestreuten Teilchen überführt und von da zu dem fluidisierten Medium im Wirbelschichtbett emittiert wird.Note that the filter heat is emitted directly into the fluidized medium in the fluidized bed or temporarily transferred to the plates for capturing the scattered particles and from there emitted to the fluidized medium in the fluidized bed.

Die Platten zum Einfangen der gestreuten Teilchen und der Filter wirken miteinander zusammen, um das Ausstreuen des fluidisierten Mediums aus dem Auslaß zu verhindern, wodurch eine stabile Verbrennung in der Wirbelschicht ohne Veränderung der Menge des fluidisierten Mediums bewirkt wird.The scattered particle trapping plates and the filter cooperate to prevent the fluidized medium from scattering from the outlet, thereby achieving stable combustion in the fluidized bed without changing the amount of fluidized medium.

Auf der Basis dieser Wirbelschichtverbrennungsvorrichtung werden die Oszillationen dem Filter mitgeteilt, und die am Filter haftenden Teilchen werden hierdurch eliminiert. Insbesondere bei der Gelegenheit der Veranlassung der Oszillationen wird der Filter in einem Zustand in Schwingung versetzt, in dem das Gas in dem Teil des Filters fließt, der über den geschlossenen Gasdurchlässen positioniert ist, wenn die Oszillation durch Verschließen einiger Gasdurchlässe mit Hilfe des Verschiusses bewirkt wird, wobei die Durchlässe zwischen den die gestreuten Teilchen einfangenden Platten ausgebildet sind. Auf diese Weise werden die Teilchen sicher von dem Filter entfernt.On the basis of this fluidized bed combustion device, the oscillations are imparted to the filter and the particles adhering to the filter are thereby eliminated. In particular, on the occasion of inducing the oscillations, the filter is vibrated in a state in which the gas flows in the part of the filter positioned above the closed gas passages when the oscillation is stopped by closing some gas passages. is achieved by means of the closure, whereby the passages are formed between the plates that capture the scattered particles. In this way, the particles are safely removed from the filter.

Wie oben erläutert, werden die Oszillationen dem Filter in Kombination mit dem Verschluß mitgeteilt, und die Teilchen können hierdurch durch der Reihe nach erfolgendes Verschliefen der Verbrennungsgasdurchlässe freigesetzt werden. Dies gestattet kontinuierliche Betriebsweisen von bemerkenswerter Stabilität.As explained above, the oscillations are communicated to the filter in combination with the shutter, and the particles can thereby be released by sequentially closing the combustion gas passages. This allows continuous operations of remarkable stability.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung können einer oder beide Filter und eine innere Fläche der Wirbelschichtkammer mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet werden, das ein hohes Abstrahlvermögen hat.According to a further aspect of the invention, one or both filters and an inner surface of the fluidized bed chamber can be coated with a coating material that has a high emissivity.

Dort wo der Filter oder die Innenwandfläche des Ofens der Verbrennungsvorrichtung mit dem Beschichtungsmaterial beschichtet ist, das ein höheres Abstrahlvermögen als dasjenige des Filters hat, kann die abstrahlende Hitze mit höherer Wirksamkeit eingesetzt werden, mit dem Ergebnis, dar eine Temperatur des verbrannten Gases am Durchlaß des keramischen Gliedes auf ein Niveau abgesenkt werden kann, das in der Nähe der Temperatur des Wirbelschichtbettes liegt.Where the filter or the inner wall surface of the furnace of the combustion device is coated with the coating material having a higher radiating ability than that of the filter, the radiating heat can be utilized with higher efficiency, with the result that a temperature of the burned gas at the passage of the ceramic member can be lowered to a level close to the temperature of the fluidized bed.

Beachte, dar das oben beschriebene Filter vorzugsweise, wie in dem früheren Fall, die Verwendung einer porösen Keramikplatte oder von Drahtgaze einschließen kann. Die poröse Keramikplatte hat vorzugsweise eine Dicke von etwa 50 mm. Die poröse Keramikplatte hat einen Leerstellenprozentsatz von vorzugsweise 85 bis 90 %, ein hohes Abstrahlvermögen (0,75 bis 0,8) sowie eine hohe Temperaturbeständigkeitseigenschaft. Das oben erwähnte Beschichtungsmaterial (vorzugsweise z.B. CHIRANO COAT (Warenzeichen), hergestellt von Ube Industries, Ltd.) besteht hauptsächlich aus Polymerisat, welches Wärmewiderstands- und antikorrosive Eigenschaften hat, wobei das Material bei hohen Temperaturen von 200 bis 700ºC in keramische Werkstoffe umgeformt wird, so dar es ein hohes Strahlungsvermögen (0,9) hat. Die poröse Keramikplatte hat einen Lochdurchmesser, der vorzugsweise kleiner als ein Teilchendurchnesser des Wirbelschichtmediums ist (allgemein 0,3 bis 1,0 mm).Note that the filter described above may preferably include, as in the former case, the use of a porous ceramic plate or wire gauze. The porous ceramic plate preferably has a thickness of about 50 mm. The porous ceramic plate has a vacancy percentage of preferably 85 to 90%, a high emissivity (0.75 to 0.8) and a high temperature resistance property. The above-mentioned coating material (preferably, e.g., CHIRANO COAT (trademark), manufactured by Ube Industries, Ltd.) is mainly composed of polymerizate having heat resistance and anti-corrosive properties, which material is formed into ceramic materials at high temperatures of 200 to 700ºC so that it has a high radiance (0.9). The porous ceramic plate has a hole diameter preferably smaller than a particle diameter of the fluidized bed medium (generally 0.3 to 1.0 mm).

Die Drahtgaze ist vorzugsweise aus rostfreiem Stahl gebildet, und ihr Lochdurchmesser ist vorzugsweise kleiner als die Teilchengröße des Wirbelschichtmediums. Der Lochdurchmesser ist typischerweise kleiner als 1 mm und insbesondere 0,3 mm oder darunter, vorzugsweise jedoch größer als 0,05 mm und insbesondere 0,1 oder darüber.The wire mesh is preferably made of stainless steel and its hole diameter is preferably smaller than the particle size of the fluidized bed medium. The hole diameter is typically smaller than 1 mm and in particular 0.3 mm or less, but preferably larger than 0.05 mm and in particular 0.1 mm or more.

In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Reformierofen des Wirbelschichttyps eine Wirbelschichtkammer umfassen, weiterhin Katalysatorrohre, die mit Katalysatoren gefüllt sind und in der Wirbelschichtkammer vorgesehen sind. Diese Rohre führen einen Kohlenwasserstoffbrennstoff zu; ferner ist ein Wirbelschichtbett zum Beheizen der Katalysatorrohre von der Außenseite her vorgesehen, um den Kohlenwasserstoffbrennstoff in ein Gas zu verwandeln, dessen Hauptbestandteil Wasserstoff ist. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl der Katalysatorrohre horizontal angeordnet ist, wobei zur Erreichung einer horizontalen Position die Rohre in der Wirbelschichtkammer höher als eine Gasdispersionsplatte angeordnet sind.According to another embodiment of the present invention, a fluidized bed type reforming furnace may comprise a fluidized bed chamber, catalyst tubes filled with catalysts and provided in the fluidized bed chamber. These tubes supply a hydrocarbon fuel; further, a fluidized bed is provided for heating the catalyst tubes from the outside to convert the hydrocarbon fuel into a gas whose main component is hydrogen. This embodiment is characterized in that the majority of the catalyst tubes are arranged horizontally, and to achieve a horizontal position, the tubes in the fluidized bed chamber are arranged higher than a gas dispersion plate.

Das horizontale Katalysatorrohr kann ein schraubenförmiges Band einschließen, das sich in Rohrlängsrichtung entlang der inneren Rohrumfangswand erstreckt, wobei das Rohr mit Katalysatoren mit maximaler Dichte gefüllt ist. Als ein bevorzugter Katalysator kommt beispielsweise G-56H-1 in Frage, der von Nissan Gardler Corp. zur Verfügung gestellt wird, oder R-67-7H, hergestellt durch Topso Corp., USA. Ein Durchmesser des Katalysators ist vorzugsweise 3 bis 30 mm, vorzugsweise 5 bis 20 mm.The horizontal catalyst tube may include a helical band extending in the tube longitudinal direction along the inner tube peripheral wall, the tube being filled with catalysts having a maximum density. As a preferred catalyst, for example, G-56H-1 provided by Nissan Gardler Corp. or R-67-7H manufactured by Topso Corp., USA is possible. A diameter of the catalyst is preferably 3 to 30 mm, preferably 5 to 20 mm.

Die oben beschriebene Gasdispersionsplatte kann aus zwei Stücken von Unterteilungsplatten bestehen, die mit in vertikaler Richtung ausgebildeten Luftzwischenräumen und einer Mehrzahl von Gasdüsen angeordnet sind, wobei die Düsen die Zwischenwandplatten in der Auf- und Abwärtsrichtung durchdringen. Die Luftzwischenräume können als Gasbrennstoff-Zuführdurchlässe dienen. Die Gasdispersionsplatte kann so konstruiert sein, daß die Wände der Gasdüse, die in dem Gasbrennstoff-Zuführdurchlaß angeordnet ist, mit kleinen Löchern perforiert ist, durch die hindurch der Gasbrennstoff eingeleitet wird.The gas dispersion plate described above may consist of two pieces of partition plates arranged with air gaps formed in the vertical direction and a plurality of gas nozzles, the nozzles penetrating the partition plates in the up and down directions. The air gaps may serve as gas fuel supply passages. The gas dispersion plate may be constructed such that the walls of the gas nozzle arranged in the gas fuel supply passage are perforated with small holes through which the gas fuel is introduced.

Basierend auf der Anordnung, dar die Mehrzahl der Katalysatorrohre in der horizontalen Richtung plaziert sind, korreliert eine Setzhöhe jedes der Katalysatorrohre oder ein Höhenabstand, mit welchem die Katalysatorrohre angeordnet sind, mit einer Menge des eingegebenen Wirbelschichtmediums. Die Setzhöhe und der Höhenabstand kann einstellbar gesetzt werden, so daß er in einem Verhältnis variiert, bei dem das Wirbelschichtmedium in Kontakt mit den Katalysatorrohren gebracht wird, d.h. die Anzahl der in die Wirbelschicht eingebetteten Rohre ändert sich mit der Höhe der Wirbelschicht entsprechend den Belastungsfluktuationen in dem Reformierofen. Daraus folgt, daß eine Gesamtmenge von Wärme von dem Wirbelschichtbett auf die Katalysatorrohre in Übereinstimmung mit einem Anwachsen oder Abnehmen der Belastung (Gasmenge) des Reformierofens übertragen wird. Eine Breite von Fluktuationen in der Temperatur der Wirbelschicht kann auf diese Weise minimal gehalten werden. Es ist daher möglich, durch Steuerung von einer Situation freizuwerden, in welcher die Wirbelschichttemperatur nach Bewirkung eines guten Teils an Wärmeaustausch wie im Falle der Anordnung konventioneller Katalysatorrohre in der vertikalen Richtung abnimmt, selbst wenn die Reformierofenbelastung abfällt. Infolgedessen kann der Reformierofen selbst dann stabil betrieben werden, wenn die Belastung klein ist.Based on the arrangement that the plurality of catalyst tubes are placed in the horizontal direction, a set height of each of the catalyst tubes or a height pitch at which the catalyst tubes are arranged correlates with an amount of the fluidized bed medium introduced. The set height and the height pitch can be adjustably set to vary in a ratio at which the fluidized bed medium is brought into contact with the catalyst tubes, that is, the number of tubes embedded in the fluidized bed changes with the height of the fluidized bed according to the load fluctuations. in the reforming furnace. It follows that a total amount of heat is transferred from the fluidized bed to the catalyst tubes in accordance with an increase or decrease in the load (gas amount) of the reforming furnace. A range of fluctuations in the temperature of the fluidized bed can be minimized in this way. It is therefore possible to get rid of, by control, a situation in which the fluidized bed temperature decreases after effecting a good deal of heat exchange as in the case of the arrangement of conventional catalyst tubes in the vertical direction even when the reforming furnace load drops. As a result, the reforming furnace can be stably operated even when the load is small.

Die horizontale Anordnung der Katalysatorrohre gestattet eine extreme Verringerung in der Höhe eines stationären Wirbelschichtbettes mit Bezug auf die oben erwähnte Setzhöhe, so daß sich auf diese Weise ein sogenanntes Flachbett ergibt. Aus diesem Grund kann ein Druckverlust des Wirbelschichtgases verringert werden, und ein Leistungsverlust wird in ähnlicher Weise reduziert.The horizontal arrangement of the catalyst tubes allows an extreme reduction in the height of a stationary fluidized bed with respect to the above-mentioned settling height, thus resulting in a so-called flat bed. For this reason, a pressure loss of the fluidized bed gas can be reduced, and a power loss is similarly reduced.

Es ist auch möglich, die Höhe, auf welche das Wirbelschichtmedium gestreut wird, zu reduzieren, und der Freiwandraum kann ebenfalls auf geringe Höhe beschränkt werden. Dies trägt zu einer Größenverminderung des Reformierofens bei.It is also possible to reduce the height to which the fluidized bed medium is spread and the free wall space can also be limited to a small height. This contributes to a reduction in the size of the reforming furnace.

Unter solchen Umständen zeigt der Reformierofen des Wirbelschichttyps gemäß der vorliegenden Erfindung die Merkmale, welche der Wärmeübertragung des Wirbelschichtbetts inhärent sind. Der Reformierofen kann zu einer gleichförmigen Wärmeübertragung auf die Katalysatorrohre befähigt sein sowie zu einer Reformierung des Kohlenwasserstoffbrennstoffes mit einem hohen Wirkungsgrad, während eine ausreichend hohe Ansprechgeschwindigkeit auf Belastungsvariationen aufrechterhalten bleibt.Under such circumstances, the fluidized bed type reforming furnace according to the present invention exhibits the features inherent in the heat transfer of the fluidized bed. The reforming furnace can achieve a uniform Be capable of transferring heat to the catalyst tubes and reforming the hydrocarbon fuel with a high efficiency while maintaining a sufficiently high response speed to load variations.

Ein schraubenförmiges Band kann an der inneren Wandfläche des Katalysatorrohres angeordnet werden, das mit den Katalysatoren mit maximaler Dichtheit beladen ist. Wenn das Katalysatorrohr horizontal angeordnet ist, verhindert diese Anordnung, daß die Katalysatoren in einem größtmöglichen Ausmaß in dem oberen Abschnitt sich verdünnen, wenn sich die Katalysatoren in dem unteren Abschnitt durch ihr Eigengewicht konzentrieren. Wenn ein räumlicher Anteil in dem oberen Abschnitt ausgeformt ist, wirkt das schraubenförmige Band dahingehend, eine sich drehende Gasströmung zu erzeugen, die durch das Rohr hindurchverläuft, und daher flieht das Gas lediglich durch den oberen Spalt, jedoch nicht auf die stromabwärts gelegene Seite. Auf diese Weise ist es möglich, eine Situation zu vermeiden, in welcher Teile des Katalysators in ihrer Temperatur abnorm ansteigen. Das schraubenförmige Band kann auch zu einer weiteren Verbesserung des Wärmeübertragungskoeffizienten einer Beladungsschicht beitragen.A helical band may be arranged on the inner wall surface of the catalyst tube loaded with the catalysts with maximum density. When the catalyst tube is arranged horizontally, this arrangement prevents the catalysts from diluting to the greatest extent possible in the upper portion when the catalysts concentrate in the lower portion by their own weight. When a spatial portion is formed in the upper portion, the helical band acts to generate a rotating gas flow passing through the tube and therefore the gas escapes only through the upper gap but not to the downstream side. In this way, it is possible to avoid a situation in which parts of the catalyst abnormally increase in temperature. The helical band can also contribute to further improving the heat transfer coefficient of a loading layer.

Der Gasbrennstoff wird in die Mehrzahl der Gasdüsen der Gasdispersionsplatte eingeführt und anschließend zusammen mit der fluidisierenden Luft in das Wirbelschichtbett eingespeichert. Zu diesem Zeitpunkt kann der Gasbrennstoff gleichförmig in der Wirbelschicht ausgebreitet und dort verbrannt werden, um die Wirbelschichttemperatur konstant zu halten. Die Mehrzahl der Katalysatorrohre, die sich entlang in den seitlichen Richtungen erstrecken, kann auf diese Weise gleichförmig beheizt werden.The gas fuel is introduced into the plurality of gas nozzles of the gas dispersion plate and then stored into the fluidized bed together with the fluidizing air. At this time, the gas fuel can be uniformly spread in the fluidized bed and burned there to keep the fluidized bed temperature constant. The plurality of catalyst tubes extending along in the lateral directions can be arranged on This way they can be heated evenly.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nunmehr mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:Preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which:

Fig. 1 eine Vertikalschnittansicht mit der Darstellung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;Fig. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of the present invention;

Fig. 2 eine Vertikalschnittansicht mit der Darstellung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;Fig. 2 is a vertical sectional view showing another embodiment of the present invention;

Fig. 3 eine Schnittansicht im wesentlichen entlang der Linie 3-3 in Figur 2;Fig. 3 is a sectional view taken substantially along line 3-3 in Figure 2;

Fig. 4 eine Schnittansicht mit der Darstellung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;Fig. 4 is a sectional view showing another embodiment of the present invention;

Fig. 6 und 7 vertikale Schnittansichten zur Unterstützung der Erläuterung der Funktion einer Verschlußplatte, jeweils als Darstellung der Vorrichtungsinnenseite;Fig. 6 and 7 are vertical sectional views to assist in explaining the function of a closure plate, each showing the inside of the device;

Fig. 8 und 9 vertikale Ansichten mit der Darstellung anderer Konstruktionen der Verschlußplatte;Fig. 8 and 9 are vertical views showing other designs of the closure plate;

Fig. 10 eine vertikale Schnittansicht mit der Darstellung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;Fig. 10 is a vertical sectional view showing another embodiment of the present invention;

Fig. 11 eine Schnittansicht im wesentlichen entlang der Linie 11-11 in Figur 10;Fig. 11 is a sectional view taken substantially along line 11-11 in Figure 10;

Fig. 12 eine vertikale Schnittansicht mit der Darstellung einer Konfiguration des Inneren des Katalysatorrohrs;Fig. 12 is a vertical sectional view showing a configuration of the inside of the catalyst tube;

Fig. 13 eine Schnittansicht im wesentlichen entlang der Linie 13-13 in Figur 12 undFig. 13 is a sectional view taken substantially along line 13-13 in Figure 12 and

Fig. 14 eine vertikale Schnittansicht mit der Darstellung einer Dispersionsplatte.Fig. 14 is a vertical sectional view showing a dispersion plate.

Wie sich zunächst aus Figur 1 ergibt, ist dort eine Vertikalschnittansicht eines Wirbelschicht-Reformierofens dargestellt, der als illustrative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als eine Wirbelschichtverbrennungsvorrichtung konzipiert ist.As can be seen from Figure 1, there is shown a vertical sectional view of a fluidized bed reforming furnace which is designed as a fluidized bed combustion device as an illustrative embodiment of the present invention.

Diese Art eines Reformierofens ermöglicht es, Wasserstoffgas durch Reformierung von Kohlenwasserstoffgas, beispielsweise ein Stadtgas, in Dampf zu erzeugen. Das Wasserstoffgas wird in eine (nicht dargestellte) Brennstoffzelle eingespeist.This type of reforming furnace makes it possible to produce hydrogen gas by reforming hydrocarbon gas, such as town gas, into steam. The hydrogen gas is fed into a fuel cell (not shown).

Ein allgemein mit 10 bezeichneter Reformierofenkörper umfast eine Gasdispersionsplatte 12, die am darin vorgesehenen Boden so plaziert ist, dar sie das Ofeninnere durchquert. Nach unten abgeteilt von der Gasdispersionsplatte 12 befindet sich eine Verbrennungskammer 14, deren Ofenwand mit einem Gasbrenner 16 ausgestattet ist. Der Brenner 16 ist mit nicht dargestellten Gas- und Luftzuführrohren verbunden.A reforming furnace body, generally designated 10, comprises a gas dispersion plate 12, which is placed on the floor provided therein so that it traverses the interior of the furnace. Divided downwards from the gas dispersion plate 12 is a combustion chamber 14, the furnace wall of which is equipped with a gas burner 16. The burner 16 is connected to gas and air supply pipes, not shown.

Oberhalb der Gasdispersionsplatte 12 ist eine Wirbelschichtkammer 17 ausgebildet, in der eine Mehrzahl von Katalysatorrohren 18 angeordnet ist. Die Katalysatorrohre 18 nehmen jeweils eine horizontale Position ein und sind in mehreren Stufen in der Auf- und Abwärtsrichtung angeordnet. Es ist zu beachten, daß bei dieser Ausführungsform die Katalysatorrohre 18 in vertikaler Anordnung in Zickzack-Konfiguration in vier Stufen vorliegen. Jedes Katalysatorrohr 18 ist mit Katalysatoren zur Reformierung von Kohlenwasserstoffgas in Dampf gefüllt, beispielsweise Vanadium oder Nickel.Above the gas dispersion plate 12, a fluidized bed chamber 17 is formed in which a plurality of catalyst tubes 18 are arranged. The catalyst tubes 18 each occupy a horizontal position and are arranged in several stages in the up and down direction. Note that in this embodiment, the catalyst tubes 18 are arranged vertically in a zigzag configuration in four stages. Each catalyst tube 18 is filled with catalysts for reforming hydrocarbon gas into steam, for example, vanadium or nickel.

Das Bezugszeichen F stellt eine Wirbeischicht dar, die von einem fluidisierbaren Medium gebildet ist, beispielsweise Sand oder Aluminiumoxyd mit kleinem Teilchendurchmesser. Das Bezugszeichen 17a bezeichnet einen Freiwandraum, der oberhalb der Wirbelschicht F ausgebildet ist. Ein Abgasauslaß 30 ist oberhalb der Wirbelschichtkammer 17 vorgesehen.The reference symbol F represents a fluidized bed formed by a fluidizable medium, for example sand or aluminum oxide with a small particle diameter. The reference symbol 17a designates a free-wall space formed above the fluidized bed F. An exhaust gas outlet 30 is provided above the fluidized bed chamber 17.

Die Katalysatorrohre 18 werden mit Kohlenwasserstoffbrenn stoff, beispielsweise ein Stadtgas, als auch mit Wasserdampf gespeist.The catalyst tubes 18 are fed with hydrocarbon fuel, for example a town gas, as well as with steam.

Die Gasdispersionsplatten 12 sind aus oberen Abtrennplatten 12a und unteren Abtrennplatten 12b zusammengesetzt, die in Abständen in der Auf- und Abwärtsrichtung so angeordnet sind, dar sie den Ofenkörper 10 durchqueren. Zwischen den oberen und unteren Abtrennplatten 12a und 12b sind räumliche Abschnitte ausgebildet, die jeweils Gasbrennstoff-Zuführdurchlässe bilden.The gas dispersion plates 12 are composed of upper partition plates 12a and lower partition plates 12b, which are arranged at intervals in the up and down direction so as to traverse the furnace body 10. Between the upper and lower partition plates 12a and 12b, there are formed spatial portions which respectively form gas fuel supply passages.

Gasdüsen 40 sind ortsfest so ausgebildet, dar sie die oberen und unteren Abtrennplatten 12a und 12b vertikal durchdringen. Gasbrennstoff-Einführiöcher 40a sind in denjenigen Wandflächen der Gasdüsen 40 einperforiert, die den Gasbrennstoff-Zuführdurchlässen 41 entsprechen. Die unteren Enden der Gasdüsen 40 sind offen und stehen mit der Verbrennungskammer 14 in Verbindung. An den oberen Abschnitten der Gasdüsen 40 sind Ausblaslöcher 40b ausgebildet, um das in der Verbrennungskammer 14 verbrannte Gas oder den Gasbrennstoff, der aus den Gasbrennstoff-Einführlöchern 40a eingeführt wird, in die Wirbelschichtkammer 17 einzudüsen. An den oberen Enden der Gasdüsen 40 sind Abdeckglieder 40c befestigt die verhindern, daß Wirbelschichtmedium in die Ausbiaslöcher 40b eindringt. Gasbrennstoff-Zuführöffnungen 41a sind in der Wand des Ofenkörpers 10 ausgebildet und kommunizieren mit den Gasbrennstoff-Zuführdurchlässen 41.Gas nozzles 40 are designed to be stationary so that they cover the upper and lower partition plates 12a and 12b vertically. Gas fuel introduction holes 40a are perforated in the wall surfaces of the gas nozzles 40 corresponding to the gas fuel supply passages 41. The lower ends of the gas nozzles 40 are open and communicate with the combustion chamber 14. Blow-out holes 40b are formed at the upper portions of the gas nozzles 40 for injecting the gas burned in the combustion chamber 14 or the gas fuel introduced from the gas fuel introduction holes 40a into the fluidized bed chamber 17. Cover members 40c are attached to the upper ends of the gas nozzles 40 to prevent fluidized bed medium from entering the blow-out holes 40b. Gas fuel supply openings 41a are formed in the wall of the furnace body 10 and communicate with the gas fuel supply passages 41.

Ein poröses Keramikglied 20 ist so an einem Abgasauslaß 30 vorgesehen, dar es quer über den Auslaß verläuft. Ein Beschichtungsmaterial 21 ist, wie durch eine gebrochene Linie in der Figur angegeben, auf die Fläche des keramischen Gliedes 20 aufgebracht, die zur Wirbelschichtkammer l7 hin gerichtet ist, wie auch auf die innere Wandfläche des Ofenkörpers, wobei die innere Ofenwandfläche höher positioniert ist als die Höhe, bei welcher die Katalysatorrohre 18 in der Wirbelschichtkammer 17 angeordnet sind. Die Beschreibung richtet sich als nächstes auf die Betriebsweise des so konstruierten Wirbelschicht-Reformierofens.A porous ceramic member 20 is provided at an exhaust gas outlet 30 so as to extend across the outlet. A coating material 21 is applied, as indicated by a broken line in the figure, to the surface of the ceramic member 20 facing the fluidized bed chamber 17 as well as to the inner wall surface of the furnace body, the inner furnace wall surface being positioned higher than the height at which the catalyst tubes 18 are arranged in the fluidized bed chamber 17. The description will next turn to the operation of the fluidized bed reforming furnace thus constructed.

Der Gasbrennstoff, beispielsweise Stadtgas, und die Luft werden dem Gasbrenner 16 zugeführt, der seinerseits den Gasbrennstoff in der Verbrennungskammer 14 verbrennt. Daraufhin wird der verbrannte Brennstoff aus den Gasdüsen 40 in die Wirbelschichtkammer 17 eingeleitet. Ein anderer Gasbrennstoff (beispielsweise ein Abgas einer Brennstoffbatterie) wird über die Brennstoffeinlaßöffnung 41a zu den Gasbrennstoff-Zuführdurchlässen 41 eingeführt, die in der Gasdispersionsplatte 12 ausgebildet sind. Der Gasbrennstoff wird dann über die Einführlöcher 40a und Ausblaslöcher 40b der Gasdüsen 40 in die Wirbelschichtkammer 17 eingespeist.The gas fuel, for example town gas, and the air are fed to the gas burner 16, which in turn burns the gas fuel in the combustion chamber 14. The burned fuel is then discharged from the gas nozzles 40 into the fluidized bed chamber 17. Another gas fuel (for example, an exhaust gas from a fuel battery) is introduced via the fuel inlet port 41a to the gas fuel supply passages 41 formed in the gas dispersion plate 12. The gas fuel is then fed into the fluidized bed chamber 17 via the introduction holes 40a and exhaust holes 40b of the gas nozzles 40.

Der Gasbrennstoff, der aus der Verbrennungskammer 14 kommt, und auch der Gasbrennstoff aus den Gasbrennstoff- Zuführdurchlässen 41 werden in die Wirbelschichtkammer 17 eingeführt, wodurch das fluidisierbare Medium, mit dem die Wirbelschichtkammer 17 beschickt ist, fluidisiert und aufgeheizt wird, so daß sich das Wirbelschichtbett F ergibt. Gleichzeitig wird der Gasbrennstoff innerhalb der Wirbelschicht F zersprüht und dort verbrannt, und es folgt dap das Wirbelschichtbett F gleichförmiger beheizt wird.The gas fuel coming from the combustion chamber 14 and also the gas fuel from the gas fuel supply passages 41 are introduced into the fluidized bed chamber 17, whereby the fluidizable medium charged into the fluidized bed chamber 17 is fluidized and heated to form the fluidized bed F. At the same time, the gas fuel is atomized and burned within the fluidized bed F, and as a result, the fluidized bed F is heated more uniformly.

Die Katalysatorrohre 18 werden mit Kohlenwasserstoff- Brenngas, beispielsweise Stadtgas, und dem Wasserdampf gespeist.The catalyst tubes 18 are fed with hydrocarbon fuel gas, for example town gas, and the steam.

Die Katalysatorrohre 18 werden von der aufgeheizten Wirbelschicht F beheizt, wodurch sich der Kohlenwasserstoff- Brennstoff, beispielsweise das Stadtgas, der durch die Katalysatoren, beispielsweise Vanadium oder Nickel, die in die Katalysatorrohre 18 eingebracht sind, fließt, teilweise zersetzt. Der so zersetzte Brennstoff wird zu einem Gas reformiert, das hauptsächlich aus Wasserstoff und Kohlenmonoxyd zusammengesetzt ist. Das reformierte Gas wird dann aus den Katalysatorrohren 18 herausgenommen, und der sich ergebende Wasserstoff wird in die Brennstoffzelle eingespeist.The catalyst tubes 18 are heated by the heated fluidized bed F, whereby the hydrocarbon fuel, for example the town gas, flowing through the catalysts, for example vanadium or nickel, which are placed in the catalyst tubes 18, is partially decomposed. The fuel thus decomposed is reformed into a gas composed mainly of hydrogen and carbon monoxide. The reformed gas is then taken out of the catalyst tubes 18 and the resulting hydrogen is fed into the fuel cell.

Das in der Wirbelschicht verbrannte Abgas fließt von dem Freiwandraum 17a zum Abgasauslaß 30 und passiert dabei das dort vorgesehene poröse, keramische Glied 20. Das Abgas gelangt ferner in eine Auslaßleitung 31. Während dieses Prozesses wird das poröse, keramische Glied 20 durch die von dem Abgas abgegebenen Wärme erhitzt und die Strahlungswärme wird hierdurch hauptsächlich auf der stromaufwärts gelegenen Seite (auf der Seite der Wirbelschicht F) abgegeben. Die Strahlungswärme wird von dem Wirbelschichtmedium absorbiert, welches seinerseits zum Zwecke des Reformier-Prozesses aufgeheizt wird.The exhaust gas burned in the fluidized bed flows from the free wall space 17a to the exhaust gas outlet 30 and passes through the porous ceramic member 20 provided there. The exhaust gas also enters an outlet line 31. During this process, the porous ceramic member 20 is heated by the heat given off by the exhaust gas and the radiant heat is thereby emitted mainly on the upstream side (on the side of the fluidized bed F). The radiant heat is absorbed by the fluidized bed medium, which in turn is heated for the purpose of the reforming process.

Der Reformierofen einschließlich des porösen, keramischen Gliedes 20, das am Verbrennungsgasauslaß 30 vorgesehen ist, wird unter einer Bedingung betrieben, dar eine Temperatur der Wirbelschicht F bei 800ºC eingestellt wird, und wenn das verbrannte Gas an den Einlässen des porösen keramischen Gliedes 20 900ºC erreicht, und zwar aufgrund der Verbrennung im Freiwandraum 17a, liegt die Temperatur des verbrannten Gases an den Auslässen des porösen, keramischen Gliedes 20 bis etwa 810ºC. Dort, wo die Oberfläche des porösen, keramischen Gliedes 20 mit CHIRANO COAT als Beschichtungsmaterial 21 mit hohem Abstrahlvermögen beschichtet ist, fällt die Abgastemperatur auf 800ºC und etwa auf die Temperatur der Wirbelschicht F ab. In diesem Falle wird ein Unterschied einer Abstrahlwärmemenge Q, der die durch die folgende Formel gegeben ist, theoretisch in Übereinstimmung mit einem Unterschied zwischen einem StrahlungsvermögenThe reforming furnace including the porous ceramic member 20 provided at the combustion gas outlet 30 is operated under a condition that a temperature of the fluidized bed F is set at 800°C, and when the burned gas at the inlets of the porous ceramic member 20 reaches 900°C due to the combustion in the free wall space 17a, the temperature of the burned gas at the outlets of the porous ceramic member 20 is up to about 810°C. Where the surface of the porous ceramic member 20 is coated with CHIRANO COAT as a high-emissivity coating material 21, the exhaust gas temperature drops to 800°C and about the temperature of the fluidized bed F. In this case, a difference in a radiation heat quantity Q, which is given by the following formula, is theoretically considered to be in accordance with a difference between a radiant capacity

ε 1 = 0,9 des als Beschichtungsmaterial benutzten CHIRANO COAT und einem Strahlungsvermögen von ε 1 = 0,75 des porösen, keramischen Gliedes 20 erzeugt. ε 1 = 0.9 of the CHIRANO COAT used as coating material and a radiation capacity of ε 1 = 0.75 of the porous, ceramic member 20.

worin bedeuten: Q die Wärmemenge (Kcal/h), t1 die Temperatur (ºC) der Wandoberfläche, t2 die Temperatur (ºC) des Wirbelschichtmediums und ε 2 das Strahlungsvermögen des Wirbelschichtmediums.where Q is the heat quantity (Kcal/h), t1 is the temperature (ºC) of the wall surface, t2 is the temperature (ºC) of the fluidized bed medium and ε 2 is the radiant capacity of the fluidized bed medium.

Andererseits wird während des Betriebes etwas an Wirbelschicht nach oben zusammen mit dem verbrannten Abgas gestreut und versucht, aus dem Abgasauslaß 30 auszutreten. In diesem Zeitpunkt werden die gestreuten Partikel durch das poröse, keramische Glied 20 eingefangen, wodurch ihre Zerstreuung verhindert ist. Das Wirbelschichtmedium wird in keiner Weise aus der Wirbelschichtkammer 17 zur Außenseite des Ofens hin abgegeben. Es entsteht kein Verlust an Wirbelschichtmedium. Aus diesem Grund kann in der Wirbelschichtkammer 17 eine konstant stabilisierte Fluidisierung erreicht werden, und die Verbrennung verläuft ebenfalls stabil. Daneben ist ein Mittel zum Einfangen der Partikel in separater Weise nicht erforderlich. Die Wirbelschichtkammer 17 wird daher in ihrer Konfiguration nicht vergrößert, was zu einer Gröpenreduzierung der Verbrennungsvorrichtung führt.On the other hand, during operation, some of the fluidized bed is scattered upward together with the burned exhaust gas and tries to exit from the exhaust gas outlet 30. At this time, the scattered particles are captured by the porous ceramic member 20, thereby preventing them from being scattered. The fluidized bed medium is not discharged from the fluidized bed chamber 17 to the outside of the furnace in any way. There is no loss of the fluidized bed medium. For this reason, a constantly stabilized fluidization can be achieved in the fluidized bed chamber 17, and the combustion also proceeds stably. Besides, a means for capturing the particles separately is not required. The fluidized bed chamber 17 is therefore not increased in configuration, resulting in a reduction in the size of the combustion device.

Die Figur 2 zeigt eine Vertikalschnittansicht eines Wirbelschicht-Reformierofens, der bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als eine Wirbelschichtverbrennungsvorrichtung ausgebildet ist. Figur 3 ist eine Draufsicht in Richtung der Pfeile im wesentlichen entlang der Linie 3-3 in Figur 1 und zeigt einen Auslaß für verbranntes Gas. Figur 4 ist eine Schnittansicht im wesentlichen entlang der Linie 4-4 in Figur 3.Figure 2 is a vertical sectional view of a fluidized bed reforming furnace configured as a fluidized bed combustion apparatus in another embodiment of the present invention. Figure 3 is a plan view in the direction of the arrows taken substantially along line 3-3 in Figure 1 and showing an outlet for burned gas. Figure 4 is a sectional view taken substantially along line 4-4 in Figure 3.

Eine unterschiedliche Anordnung mit Bezug auf die Vorrichtung, die in Figur 2 bis 4 dargestellt ist, und die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung wird nachstehend beschrieben.A different arrangement with respect to the device shown in Figures 2 to 4 and the device shown in Figure 1 is described below.

In der Auslaßleitung 31 für verbranntes Gas ist auf der stromabwärts gelegenen Seite hinter dem porösen, keramischen Glied 20 eine Dispersionsplatte 32 angeordnet, die den Querschnitt der Leitung in zwei Teile unterteilt, so dar sich die Dispersionsplatte in einem vorbestimmten Abstand von der Oberfläche des porösen, keramischen Gliedes 20 in einer solchen Richtung erstreckt daß sie einem Gasstrom folgt. Die Leitung 31 dieses Abschnittes ist mit zwei Kammern 33 versehen. Jede Kammer 33 ist mit einem Ventil 34 ausgerüstet, das um eine Ventilachse 35 drehbar ist. Die Ventilachse 35 jeder Kammer 33 ist axial auf einem Lager 36 zwischen einer Außenwandfläche der Auslaßleitung 31 und der Gasdispersionsplatte 32 abgestützt. An einem axialen Ende des Ventilschaftes 35 an der Seite der Außenfläche der Auslaßleitung 31 ist ein Antriebshebel 36 befestigt, der mit einer nicht dargestellten Antriebsquelle, beispielsweise einem Luftzylinder, verbunden ist. Die Ventile 34 der jeweiligen Kammer können unabhängig voneinander geöffnet und geschlossen werden. Die Ventilachsen 35 der beiden Kammern 33 sind so angeordnet, daß sie in der Auf- und Abwärtsrichtung geringfügig voneinander abweichen.In the burnt gas outlet pipe 31, on the downstream side behind the porous ceramic member 20, a dispersion plate 32 is arranged, which divides the cross section of the pipe into two parts so that the dispersion plate extends at a predetermined distance from the surface of the porous ceramic member 20 in such a direction as to follow a gas flow. The pipe 31 of this section is provided with two chambers 33. Each chamber 33 is equipped with a valve 34 which is rotatable about a valve axis 35. The valve axis 35 of each chamber 33 is axially supported on a bearing 36 between an outer wall surface of the outlet pipe 31 and the gas dispersion plate 32. At an axial end of the valve stem 35 on the side of the outer surface of the outlet pipe 31, a drive lever 36 is attached, which is connected to a drive source not shown, for example an air cylinder. The valves 34 of the respective chambers can be opened and closed independently of each other. The valve axes 35 of the two chambers 33 are arranged so that they deviate slightly from each other in the up and down directions.

Zwischen der Ventilachse 35 und dem porösen, keramischen Glied 20 sind die beiden Kammern 33 mit Gasdüsen 37 zum Einführen eines Rückwaschgases für das poröse, keramische Glied 20 versehen. Mit den Gasdüsen 37 sind nicht dargestellte Druckluftrohre verbunden.Between the valve axis 35 and the porous ceramic member 20, the two chambers 33 are provided with gas nozzles 37 for introducing a backwash gas for the porous ceramic member 20. Compressed air pipes (not shown) are connected to the gas nozzles 37.

Die anderen Konfigurationen sind die gleichen wie diejenigen, wie sie in Figur 1 dargestellt sind. unterschiedliche Betriebsweisen der Vorrichtung von derjenigen, wie sie in Figur 1 dargestellt sind, werden erläutert.The other configurations are the same as those shown in Figure 1. Different operations of the device from those shown in Figure 1 will be explained.

Ein Teil des Wirbelschichtmediums wird zusammen mit dem verbrannten Abgas während des Betriebes nach oben gestreut und macht einen Versuch, aus dem Abgasauslaß 30 auszutreten. Zu diesem Zeitpunkt werden die gestreuten Partikel durch das poröse, keramische Glied 20 eingefangen, welches am Auslaß 30 vorgesehen ist. Das Zerstreuen der Teilchen wird auf diese Weise verhindert. Das Wirbelschichtmedium wird aus der Wirbelschichtkammer 17 nicht auf die Augenseite des Ofens abgegeben. Ein Verlust an Wirbelschichtmedium ist auf diese Weise vermieden. Wie oben erläutert, werden die von dem porösen, keramischen Glied 20 erfaßten Partikel später hiervon abgetrennt. Die Abtrennung der Partikel von dem keramischen Glied 20 schließt, wie in den Zeichnungen dargestellt, folgende Schritte ein: Einströmen des Abgases in die Auslaßleitung 31, während eines der Ventile 34, die in den beiden unterteilten Kammern 33 vorgesehen sind, offen bleibt (Zustand der linken Kammer 33 in Figur 4), nachfolgendes Verschließen des anderen Ventils 34, Einführung des Rückwaschgases aus den Gasdüsen 37, wobei im wesentlichen ein Raum zwischen dem Ventil 34 und dem porösen, keramischen Glied 20 dicht verschlossen wird (Zustand der rechten Kammer 33 in Figur 4), und Rückwaschung des porösen, keramischen Gliedes 20, das in der geschlossenen Kammer 33 angeordnet ist. Es ist zu beachten, daß die mit gebrochenen Linien dargestellten Pfeile den Fluß des Rückwaschgases anzeigen. Die so abgetrennten Partikel fallen in das Wirbelschichtbett F hinab. Als nächstes wird das Ventil 34 der Kammer 33, in der die Rückwaschung nunmehr durchgeführt ist, geöffnet, während das Ventil 34 der Kammer 33, in die das Abgas abgegeben wird, geschlossen wird. Das poröse, keramische Glied 20, das in diesem Abschnitt angeordnet ist, unterliegt der Rückwaschung. Ein solcher Wechsel-Rückwaschprozeß wird periodisch oder aufeinanderfolgend während des Betriebes ausgeführt. Der sanfte Betrieb wird stabil durchgeführt, ohne dap eine Beladung in dem porösen, keramischen Glied 20 veranlaßt wird. Natürlich sind während des Normalbetriebes beide Ventile 34 geöffnet; und die Ventile brauchen lediglich während des Rückwaschprozesses alternativ geöffnet und geschlossen werden.A portion of the fluidized bed medium is scattered upwards together with the burnt exhaust gas during operation and makes an attempt to exit from the exhaust gas outlet 30. At this time, the scattered particles are captured by the porous ceramic member 20 provided at the outlet 30. The scattering of the particles is thus prevented. The fluidized bed medium is not discharged from the fluidized bed chamber 17 to the eye side of the furnace. Loss of fluidized bed medium is thus avoided. As explained above, the particles captured by the porous ceramic member 20 are later separated therefrom. The separation of the particles from the ceramic member 20 includes, as shown in the drawings, the following steps: flowing the exhaust gas into the exhaust pipe 31 while one of the valves 34 provided in the two divided chambers 33 remains open (state of the left chamber 33 in Figure 4), then closing the other valve 34, introducing the backwash gas from the gas nozzles 37, substantially sealing a space between the valve 34 and the porous ceramic member 20 (state of the right chamber 33 in Figure 4), and backwashing the porous ceramic member 20 arranged in the closed chamber 33. Note that the arrows shown with broken lines indicate the flow of the backwash gas. The particles thus separated fall down into the fluidized bed F. Next, the valve 34 of the chamber 33 in which the backwash is now carried out is opened, while the valve 34 of the chamber 33 into which the exhaust gas is discharged is closed. The porous ceramic member 20 arranged in this section is subjected to backwashing. Such an alternate backwashing process is carried out periodically or sequentially during operation. The gentle operation is stably carried out without causing loading in the porous ceramic member 20. Of course, during normal operation both valves 34 are open; and the valves need only be opened and closed alternatively during the backwashing process.

Das Austreten von Wirbelschichtmedium aus der Wirbelschichtkammer 17 kann in wirksamer Weise verhindert werden, so dap in der Kammer eine stabile Fluidisierung erfolgt. Daher kann die stabile Verbrennung erreicht werden, und das Mittel zum Einfangen der Teilchen ist nicht separat erforderlich. Dies trägt zu einer Verringerung in der Konfiguration der Wirbelschichtkammer 17 bei, was zu der Miniaturisierung der Verbrennungsvorrichtung beiträgt.The leakage of fluidized bed medium from the fluidized bed chamber 17 can be effectively prevented so that stable fluidization occurs in the chamber. Therefore, the stable combustion can be achieved, and the means for trapping the particles is not separately required. This contributes to a reduction in the configuration of the fluidized bed chamber 17, which contributes to the miniaturization of the combustion apparatus.

Figur 5 ist eine Vertikalschnittansicht mit der Darstellung eines Wirbelschicht-Reformierofens, der gemäß einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Wirbelschicht-Verbrennungsvorrichtung konzipiert ist. Figur 6 und 7 sind vergrößerte Darstellungen, die jeweils deren Hauptteil darstellen. Eine unterschiedliche Anordnung der Vorrichtung, gemäß Figur 5 und 7, von derjenigen gemäß Figur 1 wird nachstehend erläutert.Figure 5 is a vertical sectional view showing a fluidized bed reforming furnace designed as a fluidized bed combustion apparatus according to still another embodiment of the present invention. Figures 6 and 7 are enlarged views each showing a main part thereof. A different arrangement of the apparatus shown in Figures 5 and 7 from that shown in Figure 1 will be explained below.

Am Auslaß 30 ist ein Übertragungsrohr 31 angeordnet, welches der Wiedergewinnung der Abfallwärme dient und geeignet ist, die Luft oder den Brennstoff aufzuheizen, der in die Verbrennungskammer 14 eingespeist wird, oder den Brennstoff, der, wie später erwähnt, zu einer Einspeisöffnung 41 geführt wird.At the outlet 30 there is arranged a transfer pipe 31, which serves to recover the waste heat and is suitable for heating the air or the fuel which is fed into the combustion chamber 14 or the fuel which, as mentioned later, is fed to a feed opening 41.

Wie in Figur 6 und 7 dargestellt, ist Drahtgaze 50 oberhalb des Freiwandraums 17a vorgesehen und innerhalb des Ofenkörpers 10 quer angeordnet. Unter der Drahtgaze 50 ist eine Einfangplatte 52 zum Einfangen der Partikel des Wirbelschichtmediums befestigt die aus der Wirbelschicht F herausgeschleudert werden. Bei dieser Ausführungsform ist die Einfangplatte 52 für die gestreuten Teilchen so angeordnet, daß ihr oberes Ende der Drahtgaze 50 benachbart ist. Unter der Einfangplatte 52 für die gestreuten Partikel ist eine Verschlußplatte 54 vorgesehen.As shown in Figures 6 and 7, wire gauze 50 is provided above the free wall space 17a and is arranged transversely within the furnace body 10. Below the wire gauze 50, a capture plate 52 is attached for capturing the particles of the fluidized bed medium that are thrown out of the fluidized bed F. In this embodiment, the scattered particle capture plate 52 is arranged so that its upper end is adjacent to the wire gauze 50. Below the scattered particle capture plate 52, a closure plate 54 is provided.

In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform ist die Streuteilcheneinfangplatte 52 aus einem haken- und tafelförmigen Glied zusammengesetzt. Die Oberflächen der Streuteilcheneinfangplatte 52 sind nach oben und unten gerichtet. Durchlässe 56 für verbranntes Gas (mit den Ziffern (1) - (6) in Figur 6 und 7) sind zwischen den Streuteilcheneinfangplatten 52 und zwischen der inneren Wandfläche des Ofenkörpers 10 und den Streuteilcheneinfangplatten 52 ausgebildet.According to this embodiment, the stray particle trapping plate 52 is composed of a hook- and tab-shaped member. The surfaces of the stray particle trapping plate 52 are directed upward and downward. Burnt gas passages 56 (with numerals (1) - (6) in Figures 6 and 7) are formed between the stray particle trapping plates 52 and between the inner wall surface of the furnace body 10 and the stray particle trapping plates 52.

Die Verschlußplatte 54 wird in der Horizontalrichtung von einer Antriebseinheit 58, beispielsweise einem außerhalb des Ofenkörpers 10 installierten Luftzylinder angetrieben. Die Verschlußplatte 54 ist mit Perforationsöffnungen 60 versehen, die jeweils eine Breite haben, die gleich einem Abstand zwischen den Streuteilcheneinfangplatten 52 ist, wobei die Öffnungen in diesem Abstand vorgesehen sind. Die Verschlußplatte 54 ist, wie in Figur 6 und 7 dargestellt, dazu eingerichtet, die Durchlässe 56 abwechselnd zu öffnen. In Figur 6 sind die Durchlaßgruppen 56 (1), 56 (3) und 56 (5) geöffnet, während die Durchlaßgruppen 56 (2), 56 (4) und 56 (6) geschlossen sind. Nach Betätigung der Antriebseinheit 58 werden, wie in Figur 7 dargestellt, die Durchlaßgruppen 56 (2), 56 (4) und 56 (6), die durch die Verschlupplatte 54 verschlossen waren, anschließend über die Öf fnungen 60 geöffnet. In scharfem Gegensatz hierzu werden die Durchlapgruppen 56 (1), 56 (3) und 56 (5), welche über die Öffnungen 60 geöffnet waren, anschließend durch die Verschlußplatte 54 verschlossen.The closure plate 54 is driven in the horizontal direction by a drive unit 58, for example an air cylinder installed outside the furnace body 10. The closure plate 54 is provided with perforation openings 60, each having a width equal to a Distance between the scattered particle capture plates 52, the openings being provided at this distance. The closure plate 54 is arranged, as shown in Figures 6 and 7, to open the passages 56 alternately. In Figure 6, the passage groups 56 (1), 56 (3) and 56 (5) are opened, while the passage groups 56 (2), 56 (4) and 56 (6) are closed. After actuation of the drive unit 58, as shown in Figure 7, the passage groups 56 (2), 56 (4) and 56 (6) which were closed by the closure plate 54 are then opened via the openings 60. In sharp contrast to this, the passage groups 56 (1), 56 (3) and 56 (5) which were opened via the openings 60 are then closed by the closure plate 54.

Natürlich fließt im Zustand der Figur 6 das Gas lediglich durch die Durchlaßgruppen 56 (1), 56 (3) und 56 (5). Demgegenüber strömt im Zustand der Figur 7 das Gas lediglich durch die Durchlaßgruppen 56 (2), 56 (4) und 56 (6).Of course, in the state of Figure 6, the gas flows only through the passage groups 56 (1), 56 (3) and 56 (5). In contrast, in the state of Figure 7, the gas flows only through the passage groups 56 (2), 56 (4) and 56 (6).

Außerhalb des Ofenkörpers 10 ist eine Schwingeinheit 62 installiert, beispielsweise eine Hammervorrichtung, um der Drahtgaze 50 Schwingungen mitzuteilen. Die Drahtgaze 50 wird durch die Schwingeinheit 52 in Schwingungen versetzt so daß die Teilchen, die an der Drahtgaze haften, frei werden.A vibration unit 62, such as a hammer device, is installed outside the furnace body 10 to impart vibrations to the wire gauze 50. The wire gauze 50 is vibrated by the vibration unit 52 so that the particles adhering to the wire gauze are released.

Unterschiedliche Betriebsweisen der in Figur 5 bis 7 dargestellten Vorrichtung gegenüber denjenigen der Figur 1 werden nachstehend beschrieben.Different modes of operation of the device shown in Figures 5 to 7 compared to those in Figure 1 are described below.

Das im Wirbelschichtbett F verbrannte Abgas passiert die in der Verschlußplatte 54 ausgebildeten Öffnungen und dringt in die Durchlässe 56 zwischen den Einfangplatten 52 für die gestreuten Partikei ein. Die Durchlässe 56 nehmen jeweils eine gebogene Konfiguration ein, um die Richtung der Gasströmung zu ändern, mit dem Ergebnis, daß die grobe Mehrheit der vom Gas mitgeführten Teilchen auf die Streuteilcheneinfangplatten 52 auftreffen. Die Teilchen fallen unmittelbar auf die Wirbelschicht F herab. Einige der Teilchen, welche die Durchlässe 56 zusammen mit dem verbrannten Gas durchdrungen haben, verhaften sich mit der Drahtgaze 50, und die restlichen Partikel fliegen zusammen mit dem verbrannten Gas in den Gasauslaß 30. Das verbrannte Gas unterliegt einem Wärmetausch mit dem Wärmeübertragungsrohr 31, das am Auslaß 30 vorgesehen ist, und wird auf die Außenseite des Ofenkörpers 10 abgegeben.The exhaust gas burned in the fluidized bed F passes through the openings formed in the closure plate 54 and enters the passages 56 between the scattered particle trapping plates 52. The passages 56 each assume a curved configuration to change the direction of the gas flow, with the result that the vast majority of the particles entrained by the gas impinge on the scattered particle trapping plates 52. The particles immediately fall down onto the fluidized bed F. Some of the particles which have penetrated the passages 56 together with the burnt gas adhere to the wire gauze 50, and the remaining particles fly into the gas outlet 30 together with the burnt gas. The burnt gas undergoes heat exchange with the heat transfer tube 31 provided at the outlet 30 and is discharged to the outside of the furnace body 10.

Mittlerweile werden die Drahtgaze 50, die Streuteilcheneinfangplatten 52 und die Verschlußplatte 54 durch die vom Abgas abgegebene Wärme aufgeheizt, und die Strahlungswärme wird an das Wirbelschichtbett F abgegeben. Die Strahlungswärme wird dann vom Wirbelschichtmedium absorbiert, welches in der Wirbelschicht F vorliegt. Die Wirbelschicht wird ihrerseits zur Ausnützung in dem Reformierungsprozeß aufgeheizt. Zu beachten ist, daß die Wärme der Drahtgaze 50 direkt der Wirbelschicht F mitgeteilt oder als Strahlungswärme abgestrahlt oder an die Streuteilcheneinfang platten 52 abgegeben wird, und die Strahlungswärme wird von den Streuteilcheneinfangplatten 52 an das Wirbelschichtbett F abgegeben.Meanwhile, the wire gauze 50, the stray particle trapping plates 52 and the shutter plate 54 are heated by the heat given off from the exhaust gas, and the radiant heat is given off to the fluidized bed F. The radiant heat is then absorbed by the fluidized bed medium present in the fluidized bed F. The fluidized bed is in turn heated up for use in the reforming process. Note that the heat of the wire gauze 50 is directly communicated to the fluidized bed F or radiated as radiant heat or given off to the stray particle trapping plates 52, and the radiant heat is given off from the stray particle trapping plates 52 to the fluidized bed F.

Ein gewisser Betrag der weggeführten Wärme des Abgases wird über die Drahtgaze 50, die Streuteilcheneinfangplatten 52 und die Verschlußplatte 54 der Wirbelschicht F zurückgegeben. Infolgedessen kann die für das Reformierverfahren benötigte Energie reduziert werden, was zu einem Abfall in der Menge des verbrauchten Brennstoffes führt.A certain amount of the heat carried away from the exhaust gas is returned to the fluidized bed F via the wire mesh 50, the scattered particle capture plates 52 and the closure plate 54. As a result, the heat required for the reforming process required energy can be reduced, which leads to a decrease in the amount of fuel consumed.

Bei dem in Figur 5 bis 7 dargestellten Reformierofen wird die Vorrichtung unter einer solchen Bedingung betrieben, dar eine Temperatur der Wirbelschicht bei 780ºC eingestellt wird. Eine Temperatur des verbrannten Gases erreicht durch die Verbrennung im Freiwandraum 17a unter der Drahtgaze 50 einen Wert von 880ºC. In diesem Falle läßt sich feststellen, dar die Temperatur des verbrannten Gases oberhalb der Drahtgaze 50 etwa 790ºC beträgt und die Wärmemenge, die diesem Temperaturunterschied entspricht, wird zurückgewonnen.In the reforming furnace shown in Figures 5 to 7, the device is operated under such a condition that a temperature of the fluidized bed is set at 780°C. A temperature of the burned gas reaches a value of 880°C due to the combustion in the free wall space 17a under the wire gauze 50. In this case, it can be determined that the temperature of the burned gas above the wire gauze 50 is about 790°C and the amount of heat corresponding to this temperature difference is recovered.

Das Wirbelschichtmedium wird zusammen mit dem verbrannten Abgas teilweise nach oben gestreut. Die gestreuten Teilchen werden jedoch durch die Streuteilcheneinfangplatten 52 wie auch durch die Drahtgaze 50 eingefangen. Daher wird das Wirbelschichtmedium aus der Wirbelschichtkammer 17 nicht auf die Außenseite des Ofens abgegeben, womit ein Verlust des Wirbelschichtmediums verhindert ist.The fluidized bed medium is partially scattered upward together with the burned exhaust gas. However, the scattered particles are captured by the scattered particle capture plates 52 as well as by the wire gauze 50. Therefore, the fluidized bed medium from the fluidized bed chamber 17 is not discharged to the outside of the furnace, thus preventing loss of the fluidized bed medium.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung reduziert die Bereitstellung der Streuteilcheneinfangplatten 52 einen Anteil der sich mit der Drahtgaze 50 verhaftenden Teilchen. Jedoch werden die Teilchen stufenweise mit der Drahtgaze 50 verhaftet, wenn die Wirbelschichtverbren nungsvorrichtung kontinuierlich betrieben wird. Zur Befreiung der anhaftenden Teilchen wird die Schwingeinheit 62 betätigt, um die Oszillationen der Drahtgaze 50 zu veranlassen. Bei den Oszillationen der Drahtgaze 50 werden die mit ihr verhafteten Teilchen abgelöst. Insbesondere wird der Gasstrom nicht auf die Drahtgaze 50 geblasen, die oberhalb der Durchlässe 56 (56 (2), 56 (4) und 56 (6) in Figur 6) angeordnet ist, welche ihrerseits durch die Verschlußplatte 54 verschlossen sind. Daher lösen sich die Partikel unmittelbar nach dem Aufbringen der Oszillationen nahezu vollständig ab. Es ist festzustellen, daß die von der Drahtgaze 50 abgelösten und auf der Verschlußplatte 54 angesammelten Partikel anschließend von der Verschlußplatte 54 auf das Wirbelschichtbett F herabfallen, wenn die Verschlußplatte horizontal bewegt wird.In accordance with the present invention, the provision of the scattered particle trapping plates 52 reduces a proportion of particles adhering to the wire gauze 50. However, the particles are gradually adhered to the wire gauze 50 when the fluidized bed combustion apparatus is continuously operated. To release the adhered particles, the oscillation unit 62 is operated to cause the oscillation of the wire gauze 50. When the wire gauze 50 oscillates, the particles adhered to it are detached. In particular, the gas flow is not blown onto the wire gauze 50, the above the passages 56 (56 (2), 56 (4) and 56 (6) in Figure 6) which are in turn closed by the closure plate 54. Therefore, the particles are almost completely detached immediately after the application of the oscillations. It can be seen that the particles detached from the wire mesh 50 and collected on the closure plate 54 subsequently fall from the closure plate 54 onto the fluidized bed F when the closure plate is moved horizontally.

Wenn die Verschlußplatte 54 bewegt und in den in Figur 7 dargestellten Zustand verbracht wird, werden die Durchlaßgruppen 56 (1), 56 (3) und 56 (5), welche offengeblieben sind, nunmehr geschlossen. Stattdessen verbleiben die Durchlaßgruppen 56 (2), 56 (4) und 56 (6) unverschlossen. Wenn anschließend der Drahtgaze 50 die Oszillationen mitgeteilt werden, werden die Partikel von der Drahtgaze 50 oberhalb der geöffneten Durchlapgruppen 56 (2), 56 (4) und 56 (6) nahezu vollständig abgelöst.When the closure plate 54 is moved and brought into the state shown in Figure 7, the passage groups 56 (1), 56 (3) and 56 (5) which have remained open are now closed. Instead, the passage groups 56 (2), 56 (4) and 56 (6) remain unclosed. When the wire gauze 50 is subsequently subjected to the oscillations, the particles are almost completely detached from the wire gauze 50 above the opened passage groups 56 (2), 56 (4) and 56 (6).

Wie oben erläutert, kommen bei jeder Bewegung der Verschlußplatte 54 entweder die Durchlaßgruppen 56 (1), 56 (3) und 56 (5) oder die Durchlaßgruppen 56 (2), 56 (4) und 56 (6) in den geöffneten Zustand, und daher flieht das verbrannte Gas innerhalb der Wirbelschichtkammer 17 nach aufwärts.As explained above, with each movement of the closure plate 54, either the passage groups 56 (1), 56 (3) and 56 (5) or the passage groups 56 (2), 56 (4) and 56 (6) come into the open state, and therefore the burned gas within the fluidized bed chamber 17 escapes upward.

Die mit der Drahtgaze 50 verhafteten Teilchen können sicher von der Drahtgaze 50 entfernt werden, während die Wirbelschichtverbrennungsvorrichtung kontinuierlich weiter betrieben wird.The particles caught on the wire gauze 50 can be safely removed from the wire gauze 50 while the fluidized bed combustion device continues to operate continuously.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind die Schwingeinheit 62 und die Verschlußvorrichtung (bestehend aus der Verschlupplatte 54 und der Antriebseinheit 58) vorgesehen. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung können jedoch die Schwingeinheit 52 und die Verschlußvorrichtung auch weggelassen werden; oder es kann alternativ die Verschlußvorrichtung allein entfallen.In the embodiment described above, the The oscillating unit 62 and the locking device (consisting of the locking plate 54 and the drive unit 58) are provided. However, in accordance with the present invention, the oscillating unit 52 and the locking device may be omitted; or, alternatively, the locking device alone may be omitted.

Die Figuren 8 und 9 sind Vertikalschnittansichten und zeigen jeweils eine verschiedene Konfiguration der bei der Erfindung angewandten Streuteiicheneinfangplatten. Unter Bezugnahme zunächst auf Figur 8 sind dort Streuteilcheneinfangplatten 52A dargestellt, die jeweils im wesentlichen in einer S-Form gekrümmt sind. Mit Bezug auf Figur 9 sind dort Streuteilcheneinfangplatten 52B dargestellt, von denen jede die Gestalt eines umgekehrten V annimmt. Die Streuteilcheneinfangplatten 52B der Figur 9 finden hauptsächlich in einer illustrativen Ausführungsform Anwendung, bei welcher die Verschlußvorrichtung nicht zum Einsatz gelangt.Figures 8 and 9 are vertical sectional views each showing a different configuration of the scattered particle trapping plates used in the invention. Referring first to Figure 8, there are shown scattered particle trapping plates 52A each curved in a substantially S-shape. Referring to Figure 9, there are shown scattered particle trapping plates 52B each taking the shape of an inverted V. The scattered particle trapping plates 52B of Figure 9 are primarily used in an illustrative embodiment in which the shutter device is not used.

Wie aus Figur 9 hervorgeht, sind die Streuteilcheneinfangplatten auf der Basis der Mehrstufenanordnung oben oder unten angeordnet. Die Streuteilcheneinfangplatten können jedoch auch in den Mehrfachstufen vertikal übereinander angeordnet sein.As shown in Figure 9, the scattered particle trapping plates are arranged at the top or bottom based on the multi-stage arrangement. However, the scattered particle trapping plates may also be arranged vertically one above the other in the multi-stages.

Alle oben angegebenen, illustrativen Ausführungsformen beschäftigen sich mit Reformierofenvorrichtungen Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf Wirbelschichtkessel angewandt werden.All of the above-mentioned illustrative embodiments deal with reforming furnace devices. However, the present invention can also be applied to fluidized bed boilers.

Figur 10 ist eine Vertikalschnittansicht mit der Darstellung eines Wirbelschichtreformierofens in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Figur 11 ist eine Schnittansicht in Richtung der Pfeile im wesentlichen entlang der Linie 11-11 von Figur 10. Figur 12 ist eine vergrößerte Vertikalschnittansicht mit der Darstellung eines Teiles X. Figur 13 ist eine in Richtung der Pfeile im wesentlichen entlang der Linie 12-12 von Figur 12 verlaufende Ansicht zur Unterstützung der Erklärung eines Schrittes zur Befestigung eines schraubenförmigen Bandes. Figur 14 ist eine vergrößerte Darstellung mit der Einzeldarstellung einer Gasdispersionsplatte.Figure 10 is a vertical sectional view showing a fluidized bed reforming furnace in a further Embodiment of the present invention. Figure 11 is a sectional view taken in the direction of arrows substantially along the line 11-11 of Figure 10. Figure 12 is an enlarged vertical sectional view showing a part X. Figure 13 is a view taken in the direction of arrows substantially along the line 12-12 of Figure 12 for assistance in explaining a step of attaching a helical band. Figure 14 is an enlarged view showing a gas dispersion plate in detail.

Eine unterschiedliche Anordnung der Vorrichtung in dieser Ausführungsform gegenüber derjenigen von Figur 1 wird wie folgt erläutert.A different arrangement of the device in this embodiment compared to that of Figure 1 is explained as follows.

Oberhalb des Freiwandraums 17a ist ein Vorheizer 69 zum Vorheizen des Gasbrennstoffes installiert, der dem Gasbrenner 16 zugeführt wird, oder des Gasbrennstoffes, der in die Gasdüsen einer Dispersionsplatte 12 eingeführt wird, was später erwähnt werden wird, oder des Kohlenwasserstoffbrennstoffes, beispielsweise Stadtgas, unter Verwendung des verbrannten Abgases, wobei der Brennstoff in die Katalysatorrohre 18 eingespeist wird. Der Abgasauslaß 30 ist auf der stromabwärts gelegenen Seite des Gases aus dem Vorerhitzer 69 ausgebildet.Above the free wall space 17a, a preheater 69 is installed for preheating the gas fuel supplied to the gas burner 16, or the gas fuel introduced into the gas nozzles of a dispersion plate 12, which will be mentioned later, or the hydrocarbon fuel such as town gas using the burnt exhaust gas, the fuel being fed into the catalyst tubes 18. The exhaust gas outlet 30 is formed on the downstream side of the gas from the preheater 69.

Wie in Figur 14 dargestellt, sind obere und untere Trennplatten 12a und 12b mit adiabatischen Materialien 13 beschichtet. Zu beachten ist, daß Wasserrohre so angeordnet werden können, daß sie sowohl durch die oberen und unteren Trennplatten 12a und 12 b als auch durch die adiabatischen Materialien 13 verlaufen und auf diese Weise eine Wasserkühlplatte vermitteln.As shown in Figure 14, upper and lower partition plates 12a and 12b are coated with adiabatic materials 13. Note that water tubes can be arranged to pass through both the upper and lower partition plates 12a and 12b and the adiabatic materials 13, thus providing a water cooling plate.

Ein Ende des Katalysatorrohres 18 ist, wie in Figur 11 zur Unterstützung der Erläuterung des Montageschrittes dargestellt, fest mit der Wand des Ofenkörpers 10 verbunden; und sein anderes Ende ist frei eingestellt. Die Katalysatorrohre 18 sind an ihren freien Enden jeweils U-förmig gebogen und horizontal in gleichen Abständen derart angeordnet, daß sich ihre Höhen wahlweise in vier Stufen in Auf- und Abwärtsrichtung unterscheiden. Zu beachten ist, daß das Bezugszeichen 10a ein adiabatisches Material darstellt, welches auf die Innenwandfläche des Ofens aufgebracht ist. Mit den Endflächen der Katalysatorrohre 18, die auf die Außenseite der Ofenwand vorstehen, sind Flansche 18a fest verbunden. An den Flanschen 18a ist ein übereinstimmender Flansch 18b befestigt, der mit einem vorspringenden Haltezylinder 18c verbunden ist, welcher seinerseits ein adiabatisches Material 18d aufnimmt und in den Endabschnitt des Katalysatorrohres 18 eingeführt ist, um die Katalysatoren bei maximaler Dichte zu halten, und zwar unter Benutzung nicht dargestellter Schrauben und Muttern und in einem Zustand, in dem eine Dichtung zwischen die Flansche 18a und 18b eingesetzt ist (s. Figur 12). Die Katalysatoren 60 oder ein schraubenförmiges Band 70 können durch Demontage des übereinstimmenden Flansches 18b ersetzt werden. Am Kesselofenkörper 10, sind, wie in Figur 11 dargestellt, ein oberes Rohr 91 von grobem Durchmesser und ein unteres Rohr 92 von großem Durchmesser in oberen und unteren Schrägpositionen des Katalysatorrohres 18 abgestützt, so daß sie vom Ofenkörper 10 abstehen. Die mit Bezug auf den Ofenkörper 10 oberen und unteren Vorsprünge des Katalysatorrohres 18 sind über Rohre 91a und 92a von jeweils kleinem Durchmesser mit den oberen und unteren, einen groben Durchmesser besitzenden Rohren 91 und 92 so verbunden, dar eine thermische Expansion vermieden ist. Der Kohlenwasserstoffbrennstoff, beispielsweise Stadtgas, und der Wasserdampf, die auf etwa 550ºC aufgeheizt sind, werden von dem unteren Rohr 92 mit gropem Durchmesser her über das Rohr 92a mit kleinem Durchmesser in das Katalysatorrohr 18 eingeführt. Anschließend werden über das obere, einen kleinen Durchmesser besitzende Rohr 91a des Katalysatorrohres 18 in das obere, einen groben Durchmesser besitzende Rohr 91 Wasserstoffgas und Kohlenmonoxydgas eingeführt, deren Temperaturen dann, wenn sie die äußere Aufheizung aus der Wirbelschicht erfahren, im Katalysatorrohr 18 etwa 700ºC erreicht haben.As shown in Fig. 11 for assistance in explaining the assembling step, one end of the catalyst tube 18 is fixedly connected to the wall of the furnace body 10; and the other end thereof is freely adjusted. The catalyst tubes 18 are each bent into a U-shape at their free ends and are horizontally arranged at equal intervals so that their heights optionally differ in four steps in the upward and downward directions. Note that reference numeral 10a represents an adiabatic material applied to the inner wall surface of the furnace. Flanges 18a are fixedly connected to the end surfaces of the catalyst tubes 18 which protrude to the outside of the furnace wall. To the flanges 18a is attached a matching flange 18b which is connected to a projecting holding cylinder 18c which in turn receives an adiabatic material 18d and is inserted into the end portion of the catalyst tube 18 to hold the catalysts at maximum density, using bolts and nuts not shown and in a state where a gasket is inserted between the flanges 18a and 18b (see Figure 12). The catalysts 60 or a helical band 70 can be replaced by dismantling the matching flange 18b. On the boiler furnace body 10, as shown in Figure 11, an upper tube 91 of coarse diameter and a lower tube 92 of large diameter are supported at upper and lower inclined positions of the catalyst tube 18 so as to protrude from the furnace body 10. The upper and lower projections of the catalyst tube 18 with respect to the furnace body 10 are connected via tubes 91a and 92a each having a small diameter to the upper and lower tubes 91 and 92 having a large diameter in such a way that thermal expansion is avoided. The hydrocarbon fuel, such as town gas, and the water vapor heated to about 550°C are introduced from the lower large diameter tube 92 through the small diameter tube 92a into the catalyst tube 18. Hydrogen gas and carbon monoxide gas, the temperatures of which, when they receive external heating from the fluidized bed, have reached about 700°C in the catalyst tube 18, are then introduced through the upper small diameter tube 91a of the catalyst tube 18 into the upper large diameter tube 91.

Es ist aus Figur 12 und 13 erkennbar, daß das Katalysatorrohr 18 ein relativ dünnes schraubenförmiges Band 70 einschließt, das aus rostfreiem Stahl gefertigt ist und sich über die gesamte Länge des Rohres 18 entlang der Rohrinnenwandfläche erstreckt. Die Vielfalt der Katalysatoren, beispielsweise Vanadium oder Nickel, mit einer Feststoffabmessung von etwa 20φ x 20H werden mit höchster Dichte in den Abschnitt des Katalysatorrohres 18 eingebracht, der in der Wirbelschichtkammer 17 positioniert ist. In den Abschnitt des Katalysatorrohres 18, der von der Wirbelschichtkammer 17 auf die Außenseite des Ofens vorsteht, werden Füllermaterialien 80 eingegeben, die aus Bruchstücken von rostfreiem Stahl bestehen, welche solche Eigenschaften haben, daß selbst das Einfüllen einer guten Anzahl von Bruchstücken einen beträchtlichen Prozentsatz von Leerstellen aufrechterhält, die gegenüber einem Gasdurchtritt einen kleinen Widerstand haben. Die Katalysator ren 60, die in das Katalysatorrohr 18 eingegeben sind, können in Kombination mit den Füllmaterialien 80 durch die Haltewirkung des Haltezylinders 18c des übereinstimmenden Flansches 18b in einem Zustand maximaler Dichte gehalten werden. Übrigens können im Falle der Befüllung des Katalysatorrohres 18 mit den Katalysatoren 60 die Katalysatoren zusammen mit dem schraubenförmigen Band 70 eingebracht werden, wobei immer noch die maximale Dichtheit erreicht wird.It can be seen from Figures 12 and 13 that the catalyst tube 18 includes a relatively thin helical ribbon 70 made of stainless steel and extending the entire length of the tube 18 along the tube inner wall surface. The variety of catalysts, for example vanadium or nickel, having a solid dimension of about 20φ x 20H are introduced at the highest density into the portion of the catalyst tube 18 positioned in the fluidized bed chamber 17. Into the portion of the catalyst tube 18 projecting from the fluidized bed chamber 17 to the outside of the furnace are introduced filler materials 80 consisting of fragments of stainless steel which have such properties that even the introduction of a good number of fragments maintains a considerable percentage of voids which have little resistance to gas passage. The catalysts 60 introduced into the catalyst tube 18 can be held in a state of maximum density in combination with the filling materials 80 by the holding action of the holding cylinder 18c of the corresponding flange 18b. Incidentally, in the case of filling the catalyst tube 18 with the catalysts 60, the catalysts can be introduced together with the helical band 70, while still achieving maximum tightness.

In dem so aufgebauten Wirbelschichtreformierofen werden die Luft und der Gasbrennstoff, beispielsweise Stadtgas, welche mit Hilfe des Vorerhitzers 69 vorgeheizt sind, dem Gasbrenner 16 zugeleitet. Anschließend wird der Gasbrennstoff in der Verbrennungskammer 14 verbrannt, und das sich ergebende verbrannte Gas wird aus den Gasdüsen 40 in die Wirbelschichtkammer 17 eingelassen. Im gleichen Augenblick wird ein Teil des gasförmigen Brennstoffes über die Brennstoffeinlaßöffnungen 41a in die Gasbrennstoff-Zuführdurchlässe 41 eingespeist, die in der Gasdispersionsplatte 12 ausgebildet sind, und wird weiterhin aus den Einführlöchern 40a der Gasdüsen 40 in das Innere der Wirbelschichtkammer 17 geleitet. Nachdem die verbrannten Gase in die Wirbelschichtkammer 17 eingeleitet sind, wird das die Wirbelschichtkammer füllende, fluidisierbare Medium fluidisiert und aufgeheizt, so daß sich das Wirbelschichtbett F bildet. Gleichzeitig wird der gasförmige Brennstoff innerhalb der Wirbelschicht F ausgebreitet und in ihr verbrannt, so dar die Wirbelschicht gleichförmiger beheizt wird. Die Katalysatorrohre 18 erfahren so eine gleichförmige Aufheizung.In the fluidized bed reforming furnace thus constructed, the air and the gas fuel, such as town gas, which are preheated by means of the preheater 69 are supplied to the gas burner 16. Then, the gas fuel is burned in the combustion chamber 14, and the resulting burned gas is introduced into the fluidized bed chamber 17 from the gas nozzles 40. At the same time, a part of the gas fuel is fed into the gas fuel supply passages 41 formed in the gas dispersion plate 12 via the fuel inlet openings 41a, and is further fed into the interior of the fluidized bed chamber 17 from the introduction holes 40a of the gas nozzles 40. After the burned gases are introduced into the fluidized bed chamber 17, the fluidizable medium filling the fluidized bed chamber is fluidized and heated so that the fluidized bed F is formed. At the same time, the gaseous fuel is spread out within the fluidized bed F and burned in it so that the fluidized bed is heated more uniformly. The catalyst tubes 18 are thus heated uniformly.

In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform werden jedoch dann, wenn eine Höhe des Wirbelschichtbetts F entsprechend Fluktuationen in der Belastung des Reformierofens variiert, folgende Größen eingestellt: eine Einstellhöhe der Katalysatorrohre 18, ein vertikaler Abstand zwischen den Katalysatorrohren 18 und eine Menge des eingegebenen Wirbelschichtmediums, und zwar entsprechend der Anzahl der in das Wirbelschichtbett F eingebetteten Katalysatorrohre 18. Wenn beispielsweise die Belastung des Reformierofens den Maximalwert erreicht, kommen dementsprechend auch die Mengen der Gasbrennstoffe, welche sowohl dem Gasbrenner 16 als auch den Gasdüsen 40 zugeführt werden, und auch die Menge der dort zugeführten Luft auf ihre Maximalwerte. Es folgt hieraus, dar die Höhe des Wirbelschichtbetts F bis zu einem in Figur 10 dargestellten Niveau A ansteigt, die ausreicht, um alle Katalysatorrohre 18 in der Wirbelschicht F einzubetten. Bei einer Zwischenbelastung werden die Mengen an zugeführten Gasen und der Luft proportional reduziert, und die Höhe des Wirbelschichtbetts F sinkt auf ein in Figur 10 dargestelltes Niveau B oder C. Katalysatorrohre 18 der obersten Stufe oder der beiden oberen Stufen liegen gegenüber dem Wirbelschichtbett F frei. Darüber hinaus werden unter der letzten Belastung die Mengen an den zugeführten Gasbrennstoffen und der Luft auf Minimalwerte herunterreduziert, und es ergibt sich, dar die Höhe des Wirbelschichtbetts F bis zu einem in Figur 10 dargestellten Niveau D abfällt. Infolgedessen liegen die Katalysatorrohre 18 der obersten Stufe oder der beiden mittleren Stufen gegenüber dem Wirbelschichtbett F frei, während lediglich die Katalysatorrohre 18 der untersten Stufe noch eingebettet sind.However, in accordance with this embodiment, when a height of the fluidized bed F varies according to fluctuations in the load of the reforming furnace, the following are adjusted: an adjustment height of the catalyst tubes 18, a vertical distance between the catalyst tubes 18 and an amount of the fluidized bed medium introduced, corresponding to the number of catalyst tubes 18 embedded in the fluidized bed F. When, for example, the load on the reforming furnace reaches its maximum value, the amounts of gas fuels fed to both the gas burner 16 and the gas nozzles 40, and also the amount of air fed there, also reach their maximum values. It follows from this that the height of the fluidized bed F rises to a level A shown in Figure 10, which is sufficient to embed all the catalyst tubes 18 in the fluidized bed F. At an intermediate load, the amounts of gases and air fed in are proportionally reduced and the height of the fluidized bed F drops to a level B or C shown in Figure 10. Catalyst tubes 18 of the uppermost stage or of the two upper stages are exposed to the fluidized bed F. In addition, under the final load, the amounts of gas fuels and air supplied are reduced to minimum values and the height of the fluidized bed F falls to a level D shown in Figure 10. As a result, the catalyst tubes 18 of the uppermost stage or of the two middle stages are exposed to the fluidized bed F, while only the catalyst tubes 18 of the lowest stage are still embedded.

Wenn, wie oben erläutert, die Höhe der Wirbelschicht in Übereinstimmung mit Fluktuationen in der Belastung des Reformierofens variiert, nimmt die Anzahl der Katalysatorrohre 18, die in die Wirbelschicht eingebettet sind, zu oder ab, wodurch der Flächenbereich der Wärmeübertragung vergrößert oder vermindert wird. Dementsprechend ändert sich eine Gesamtmenge an Wärme, die von dem Wirbelschichtbett F auf die Katalysatorrohre 18 übertragen wird, entsprechend den Belastungsfluktuationen, wodurch eine Fluktuationsbreite in der Temperatur des Wirbelschichtbettes F minimal gehalten wird. Selbst in einem konventionellen Fall, in dem die Belastung des Reformierofens abnimmt, wird ein guter Teil des Wärmeaustausches vollzogen, so dar kein scharfer Temperaturabfall der Wirbelschicht eintritt. Selbst unter der niedrigen Belastung ist es machbar, stabile Betriebsweisen des Reformierofens auszuführen. Es ist möglich, den Belastungsvariationen einschließlich der niedrigen Belastung zu folgen, und zwar gleichzeitig rasch. Die Temperatur des Wirbelschichtbettes F wird im Bereich von 800 bis 900ºC konstant gehalten.As explained above, when the height of the fluidized bed varies in accordance with fluctuations in the load of the reforming furnace, the number of catalyst tubes 18 embedded in the fluidized bed increases or decreases, thereby increasing or decreasing the surface area of heat transfer. Accordingly, a total amount of heat transferred from the fluidized bed F to the catalyst tubes 18 varies according to the load fluctuations, thereby minimizing a range of fluctuations in the temperature of the fluidized bed F. Even in a conventional case where the load of the reforming furnace decreases, a good part of the heat exchange is completed so that no sharp drop in the temperature of the fluidized bed occurs. Even under the low load, it is feasible to carry out stable operations of the reforming furnace. It is possible to follow the load variations including the low load, and at the same time rapidly. The temperature of the fluidized bed F is kept constant in the range of 800 to 900ºC.

Andererseits treten der Wasserdampf und der erwärmte Kohlenwasserstoffbrennstoff, beispielsweise Stadtgas, Naturgas oder Leuchtöl (die Beschreibung bezieht sich bei dieser Ausführungsform auf Stadtgas) in die unteren Katalysatorrohre 18 ein, nachdem sie von dem unteren, einen groben Durchmesser besitzenden Rohr 92 zu dem einen kleinen Durchmesser besitzenden Rohr 92a geflossen sind. Der Dampf und der Brennstoff fliegen sanft durch die Füllmaterialien 80 und kehren an den U-förmig gekrümmten Abschnitt zurück, nachdem sie eine Schicht von Katalysatoren 60 durchdrungen haben. Dann fliegen der Brennstoff und der Dampf durch die oberen Katalysatorrohre 18. Mittlerweile wird die teilweise Zersetzung durch gleichmäßige Absorption der Wärme aus dem Wirbelschichtbett F ausgeführt, und zwar mit den an der Außenseite befindlichen Katalysatoren aufgrund der Außenseite-Katalyse mit dem Wirbelschichtbett F, wobei die Katalysatoren, wie früher erläutert, als Ganzes gleichförmig aufgeheizt sind. Der Brennstoff wird zu Wasserstoff und einem Gas mit einer hohen Konzentration an Kohlenmonoxyd reformiert und anschliepend von dem oberen, einen groben Durchmesser besitzenden Rohr 91 über das obere, einen kleinen Durchmesser besitzenden Rohr 91a abgegeben.On the other hand, the water vapor and the heated hydrocarbon fuel such as town gas, natural gas or illuminant oil (the description in this embodiment refers to town gas) enter the lower catalyst tubes 18 after flowing from the lower coarse diameter tube 92 to the small diameter tube 92a. The vapor and the fuel smoothly fly through the packing materials 80 and return to the U-shaped curved portion after passing through a layer of catalysts 60. Then, the fuel and the vapor fly through the upper catalyst tubes 18. Meanwhile, the partial decomposition is carried out by uniformly absorbing the heat from the fluidized bed F with the catalysts located on the outside due to the outside catalysis with the fluidized bed F, the catalysts being uniformly heated as a whole as explained earlier. The fuel becomes hydrogen. and a gas having a high concentration of carbon monoxide and then discharged from the upper coarse diameter pipe 91 through the upper small diameter pipe 91a.

Ein guter Teil des Wasserstoffgases wird der Brennstoffzelle zugeleitet. Während des Reformierprozesses werden entlang der schraubenförmigen Bänder 70 in den Katalysatorrohren 18 wirbelnde, spiralige oder schraubenförmige Strömungen der Stadtgase, des Wasserdampfes oder der reformierten Gase verursacht, wobei diese Gase Rohmaterialien innerhalb der Katalysatoren 60 sind, die mit maximaler Dichte eingegeben sind. Die Gase und der Dampf fliegen innerhalb der Katalysatoren 60 gleichförmig, so daß der Reformierprozeß mit einem bemerkenswert hohen Wirkungsgrad stattfindet. Selbst wenn in den oberen Teilen der Katalysatorrohre 18 Lücken gebildet werden, ist es wegen der spiraligen Strömung der Gase machbar, ein solches Phänomen in dem höchstmöglichen Male zu vermeiden, daß die Gase nicht durch die Schichten der unteren Katalysatoren 60, sondern durch die oberen Lücken allein fliegen. Daher können Teilbeschädigungen der Katalysatoren 18 aufgrund der abnormal hohen Temperaturen vermieden werden, und gleichzeitig kann die Zerstörung bis zum äußersten unterdrückt werden, die der lokalen Erhitzung durch Katalysatoren 60 zuzuschreiben ist, so daß der Reformierofen stabil betrieben werden kann. Jedes der Katalysatorrohre 18 nimmt die U-Form an und zeigt somit eine hohe Beweglichkeit mit Bezug auf die thermische Expansion, wobei selbst dann, wenn die einen Enden der Katalysatorrohre 18 an der Ofenwand fixiert sind, deren Deformation zulässig ist, wodurch Schaden verhindert ist.A good portion of the hydrogen gas is supplied to the fuel cell. During the reforming process, swirling, spiral or helical flows of the city gases, water vapor or reformed gases are caused along the helical bands 70 in the catalyst tubes 18, these gases being raw materials within the catalysts 60, which are introduced at maximum density. The gases and vapor fly uniformly within the catalysts 60, so that the reforming process takes place with a remarkably high efficiency. Even if gaps are formed in the upper parts of the catalyst tubes 18, because of the spiral flow of the gases, it is feasible to avoid such a phenomenon to the highest possible extent that the gases do not fly through the layers of the lower catalysts 60, but through the upper gaps alone. Therefore, partial damage to the catalysts 18 due to abnormally high temperatures can be avoided, and at the same time, destruction attributable to local heating by catalysts 60 can be suppressed to the utmost, so that the reforming furnace can be stably operated. Each of the catalyst tubes 18 assumes the U-shape and thus exhibits high flexibility with respect to thermal expansion, and even if one end of the catalyst tubes 18 is fixed to the furnace wall, deformation thereof is permitted, thereby preventing damage.

Die Katalysatorrohre 18 sind horizontal angeordnet, um die stationäre Höhe des Wirbelschichtbettes F beträchtlich abzusenken. Daher kann die Verringerung des Leistungsverlu stes wie auch des Druckverlustes bei der Fluidisierung erreicht werden. Daneben nimmt die Höhe, bis zu welcher das Wirbelschichtmedium gestreut wird, ab, und die Höhe des Freiwandraumes 17a wird hierdurch reduziert.The catalyst tubes 18 are arranged horizontally to stationary height of the fluidized bed F can be reduced considerably. Therefore, the reduction of the power loss as well as the pressure loss during fluidization can be achieved. In addition, the height to which the fluidized bed medium is scattered decreases and the height of the free wall space 17a is thereby reduced.

Das verbrannte Gas, welches das Wirbelschichtbett F durchläuft, flieht weiterhin durch den Freiwandraum 17a. Im Anschlup hieran wird das Gas dem Vorerhitzer 69 zugeführt, an welcher Stelle eine merkliche Wärme dem Gasbrennstoff und der Verbrennungsluft mitgeteilt wird, und zwar als Vorbereitung für den thermischen Austausch zur Vorerhitzung. Nach diesem Prozeß wird das Gas aus dem Auslaß 30 zur Außenseite des Ofens hin abgegeben.The burnt gas passing through the fluidized bed F continues to escape through the free wall space 17a. Thereafter, the gas is fed to the preheater 69, where appreciable heat is imparted to the gas fuel and the combustion air in preparation for the thermal exchange for preheating. After this process, the gas is discharged from the outlet 30 to the outside of the furnace.

Es ist offensichtlich, dar die Konfiguration der Katalysatorrohre 18 nicht auf die U-Form beschränkt ist, bei der das einzelne Rohr an seinem freien Ende gekrümmt ist, sondern es können auch einfache Katalysatorrohre 18 vertikal mehrstufig angeordnet werden.It is obvious that the configuration of the catalyst tubes 18 is not limited to the U-shape in which the individual tube is curved at its free end, but simple catalyst tubes 18 can also be arranged vertically in multiple stages.

Bei dieser Ausführungsform sind die Katalysatorrohre 18 in vier Stufen in Auf- und Abwärtsrichtung angeordnet. Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Katalysatorrohre jedoch auch in zwei, drei oder mehr Stufen angeordnet werden.In this embodiment, the catalyst tubes 18 are arranged in four stages in the up and down direction. However, according to the present invention, the catalyst tubes may also be arranged in two, three or more stages.

Wenn das schraubenförmige Band 70 mit einem keramischen Material beschichtet ist, um einen Strahlungswärme-Übertragungseffekt zu zeigen, der mit Strahlen des fernen Infrarotgebietes verbunden ist, so ist dieser Effekt mit der Wirkung der Erzeugung der schraubenförmigen Strömung kombiniert, um so den Wärmeübergangskoeffizienten der eingegebenen Schicht weiterhin zu verbessern. Dies macht wiederum die äußere Fläche der Katalysatorrohre 18 noch kleiner als zuvor.When the helical band 70 is coated with a ceramic material to exhibit a radiant heat transfer effect associated with far infrared rays, this effect is combined with the effect of generating the helical flow so as to increase the heat transfer coefficient of the input layer. This in turn makes the outer surface of the catalyst tubes 18 even smaller than before.

In der oben gegebenen Beschreibung ist die unter der Dispersionsplatte 12 angeordnete Kammer mit dem Brenner 16 ausgerüstet. Anstelle des Brenners kann jedoch auch eine Luftzuführeinheit in der Kammer vorgesehen werden. In diesem Falle können alle der Wirbelschicht zugeführten Brennstoffe von einer Einführöffnung 41 her eingeführt werden.In the description given above, the chamber arranged under the dispersion plate 12 is equipped with the burner 16. Instead of the burner, however, an air supply unit can also be provided in the chamber. In this case, all the fuels supplied to the fluidized bed can be introduced from an introduction opening 41.

Die vorliegende Erfindung kann in erster Linie eine Wirbelschichtverbrennungsvorrichtung zur Absorption der Wärme vermitteln, die durch Verbrennung eines Brennstoffes in der Wirbelschicht eines Wirbelschicht-Reformierofens erzeugt wird; zweitens kann eine Wirbelschicht-Verbrennungsvorrichtung vermittelt werden, die befähigt ist, in wirksamer Weise eine potentielle Wärmemenge eines Verbrennungsgases zurückzugewinnen, welches aus dem Wirbelschichtbett der Wirbelschicht-Verbrennungsvorrichtung weggeführt wird; drittens kann die Erfindung eine Wirbel-Schicht-Verbrennungsvorrichtung vermitteln, die in der Lage ist, stabile Betriebsweisen auszuführen, und zwar unter Verhütung sowohl eines Austrittes des Wirbelschichtmediums durch Streuung auf die Außenseite der Vorrichtung als auch Belastung eines die Abgabe verhütenden Gliedes; und viertens kann die Erfindung einen Wirbelschicht-Reformierofen vermitteln, der ein Gas aufnehmen kann, dessen Hauptkomponente Wasserstoff ist, und zwar ausgehend von dem Wasserdampf und Kohlenwasserstoffgas, beispielsweise Stadtgas, wobei das Gas auch beispielsweise einer Brennzelle zugeführt werden kann.The present invention can provide, firstly, a fluidized bed combustion apparatus for absorbing heat generated by combustion of a fuel in the fluidized bed of a fluidized bed reforming furnace; secondly, a fluidized bed combustion apparatus capable of efficiently recovering a potential heat amount of a combustion gas discharged from the fluidized bed of the fluidized bed combustion apparatus; thirdly, the invention can provide a fluidized bed combustion apparatus capable of performing stable operations while preventing both leakage of the fluidized bed medium by scattering to the outside of the apparatus and loading of a discharge preventing member; and fourthly, the invention can provide a fluidized bed reforming furnace which can receive a gas, the main component of which is hydrogen, from the water vapor and hydrocarbon gas, for example town gas, which gas can also be fed to a combustion cell, for example.

Die vorliegende Erfindung kann eine Wirbelschicht-Verbren nungsvorrichtung vermitteln, die zur Steigerung eines thermischen Wirkungsgrades durch Reduzierung einer Menge an Verlustwärme befähigt ist, wobei das Zerstreuen von Wirbelschichtmedium und ein Absetzen desselben verhindert ist, und wobei ferner durch Verhinderung dieses Absetzens sanfte Betriebsweisen ausgeführt werden können.The present invention can provide a fluidized bed combustion apparatus capable of increasing thermal efficiency by reducing an amount of waste heat, preventing scattering of fluidized bed medium and settling thereof, and further enabling smooth operations to be carried out by preventing this settling.

Die vorliegende Erfindung kann auch einen Wirbelschicht-Reformierofen vermitteln, der derartige Vorteile zeigt, dar eine Höhe eines Wirbelschichtbettes reduziert werden kann Druck- und Leistungsverluste verringert werden können, eine Höhe eines Ofenkörpers nicht größer als erforderlich ist, Temperaturvariationen der Wirbelschicht mit Bezug auf Fluktuationen in der Belastung eines Reformierofens reformiert werden und weiterhin ein vorbestimmter Reformierprozeß entsprechend der Belastung bewirkt werden kann.The present invention can also provide a fluidized bed reforming furnace exhibiting such advantages that a height of a fluidized bed can be reduced, pressure and power losses can be reduced, a height of a furnace body is not larger than necessary, temperature variations of the fluidized bed can be reformed with respect to fluctuations in the load of a reforming furnace, and further a predetermined reforming process can be effected in accordance with the load.

Claims (7)

1. Eine Wirbelschichtvorrichtung zur Reformierung eines Kohlenwasserstoffgases mit einem Ofenkörper (10), der an seinem oberen Abschnitt mit einem Auslaß (30) für verbranntes Gas ausgebildet ist; mit einem horizontal im Ofenkörper (10) angeordneten Verteiler (12) zur Unterteilung des Inneren des Ofenkörpers (10) in eine obere Wirbelschichtkammer (17) und eine untere Kammer (14); und mit Wärmeübertragungsrohren (18), die mit Katalysatoren beladen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (18) in der Wirbelschichtkammer (17) horizontal angeordnet sind.1. A fluidized bed apparatus for reforming a hydrocarbon gas comprising a furnace body (10) formed at its upper portion with an outlet (30) for burned gas; with a distributor (12) arranged horizontally in the furnace body (10) for dividing the interior of the furnace body (10) into an upper fluidized bed chamber (17) and a lower chamber (14); and with heat transfer tubes (18) loaded with catalysts, characterized in that the tubes (18) are arranged horizontally in the fluidized bed chamber (17). 2. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Wärmeübertragungsrohre (18) zwei Gruppen von Rohren umfassen, wobei jede Gruppe eine verschiedene Höhe hat, bei welcher die Rohre horizontal angeordnet sind.2. A device according to claim 1, wherein the heat transfer tubes (18) comprise two groups of tubes, each group having a different height at which the tubes are arranged horizontally. 3. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin einschliepend ein Filter (20) zum Einfangen von aus der Wirbelschicht (F) ausgestreuten Teilchen, das in dem Auslaß (30) oder auf einem Freiwandraum (17a) in der Wirbelschichtkammer (17) angeordnet ist.3. An apparatus according to claim 1 or 2, further including a filter (20) for capturing particles scattered from the fluidized bed (F), which filter is arranged in the outlet (30) or on a free wall space (17a) in the fluidized bed chamber (17). 4. Eine Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der eine untere Fläche des Filters (20) mit einem Beschichtungsmaterial (21) beschichtet ist, das ein höheres Abstrahlvermögen als das Filter (20) hat.4. A device according to claim 3, wherein a lower surface of the filter (20) is coated with a coating material (21) having a higher emissivity than the filter (20). 5. Eine Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei der eine Innenwandfläche des Freiwandraums (17a) mit einem Beschichtungsmaterial (21) beschichtet ist, das ein höheres Abstrahlvermögen als das Filter (20) hat.5. A device according to claim 3 or 4, wherein an inner wall surface of the free wall space (17a) is coated with a coating material (21) that has a higher radiating capacity than the filter (20). 6. Eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, weiterhin umfassend ein Mittel, das verhindert, daß die Partikel am Filter (20) haften.6. A device according to any one of claims 3 to 5, further comprising a means for preventing the particles from adhering to the filter (20). 7. Eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, weiterhin umfassend dem Einfangen der von der Wirbelschicht (F) ausgestreuten Teilchen dienende Einfangplatten (52), die unter dem Filter (20, 50) in gleichen Abständen mit Höhenausgleich der unteren Enden der Einfangplatten (52) angeordnet sind, so daß Durchlässe (56) für verbranntes Gas zwischen den Einfangplatten (52) gebildet werden, wobei jeder der Gasdurchlässe (56) wenigstens einmal nach oben abgeknickt ist, wodurch die von einer Gasströmung mitgeführten Teilchen auf den Einfangplatten (52) auftreffen und nach unten fallen; und ein Mittel (58) zum Öffnen und Schliefen der Gasdurchlässe (56) zwischen den Einfangplatten (52) mit Bezug auf einen unteren Raum in Ofen (10), wobei dieses Mittel (58) eine horizontal entlang der unteren Enden der Einfangplatten (52) bewegliche Platte (54) einschließt, und diese Platte (54) in den gleichen Abständen wie die Einfangplatten (52) mit Öffnungen (60) versehen ist, so daß dann, wenn sich die Platte (54) horizontal über eine Entfernung verschiebt, die dem Abstand zwischen den Einfangplatten (52) entspricht, die Gasdurchlässe (56), die offen geblieben sind, geschlossen und die Gasdurchlässe (56), die geschlossen geblieben sind, geöffnet werden.7. An apparatus according to any one of claims 3 to 6, further comprising trapping plates (52) for trapping particles scattered from the fluidized bed (F), said trapping plates being arranged under the filter (20, 50) at equal intervals with the height of the lower ends of the trapping plates (52) being equalized so that passages (56) for burned gas are formed between the trapping plates (52), each of the gas passages (56) being bent upwards at least once, whereby the particles carried by a gas flow strike the trapping plates (52) and fall downwards; and means (58) for opening and closing the gas passages (56) between the trapping plates (52) with respect to a lower space in the furnace (10), said means (58) including a plate (54) movable horizontally along the lower ends of the trapping plates (52), said plate (54) being in provided with openings (60) at the same distances as the capture plates (52), so that when the plate (54) moves horizontally over a distance corresponding to the distance between the capture plates (52), the gas passages (56) which have remained open are closed and the gas passages (56) which have remained closed are opened.
DE68913345T 1988-05-17 1989-05-16 Fluid bed device. Expired - Fee Related DE68913345T2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11816688A JPH0635321B2 (en) 1988-05-17 1988-05-17 Fluidized bed type reformer
JP15251288U JPH064173Y2 (en) 1988-11-25 1988-11-25 Fluidized bed combustion equipment
JP1988152511U JPH0631292Y2 (en) 1988-11-25 1988-11-25 Fluidized bed combustion equipment
JP9394889A JPH02272209A (en) 1989-04-13 1989-04-13 Fluidized bed burning device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE68913345D1 DE68913345D1 (en) 1994-04-07
DE68913345T2 true DE68913345T2 (en) 1994-06-01

Family

ID=27468162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE68913345T Expired - Fee Related DE68913345T2 (en) 1988-05-17 1989-05-16 Fluid bed device.

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4966101A (en)
EP (1) EP0342918B1 (en)
DE (1) DE68913345T2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT519392A1 (en) * 2016-11-09 2018-06-15 Beilschmidt Alfred Fluidized bed reactor

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5544624A (en) * 1993-07-12 1996-08-13 Institute Of Gas Technology Gas-fired, porous matrix, combustor-steam generator
US5375563A (en) * 1993-07-12 1994-12-27 Institute Of Gas Technology Gas-fired, porous matrix, surface combustor-fluid heater
US5476375A (en) * 1993-07-12 1995-12-19 Institute Of Gas Technology Staged combustion in a porous-matrix surface combustor to promote ultra-low NOx Emissions
US5406961A (en) * 1993-10-29 1995-04-18 Artal; Raul Monitoring device and method for detection of premature labor
US5909654A (en) * 1995-03-17 1999-06-01 Hesboel; Rolf Method for the volume reduction and processing of nuclear waste
US20030198584A1 (en) * 2002-04-19 2003-10-23 Mason Bradley J. Single stage denitration
US20060167331A1 (en) * 1999-10-20 2006-07-27 Mason J B Single stage denitration
US6280694B1 (en) 1999-10-20 2001-08-28 Studsvik, Inc. Single stage denitration
US7531152B2 (en) * 2000-10-19 2009-05-12 Studsvik, Inc. Mineralization of alkali metals, sulfur, and halogens
US7125531B1 (en) 1999-10-20 2006-10-24 Studsvik, Inc. Single stage denitration
US7476194B2 (en) * 1999-10-20 2009-01-13 Studsvik, Inc. In-container mineralization
US7011800B1 (en) 2000-10-19 2006-03-14 Studsvik, Inc. Single stage denitration
JP4834879B2 (en) * 2003-07-10 2011-12-14 アンスティテュ フランセ デュ ペトロール Enclosed space for mixing and distributing the gas and liquid phases circulating in the upward flow
FR2866695B1 (en) * 2004-02-25 2006-05-05 Alstom Technology Ltd OXY-COMBUSTION BOILER WITH OXYGEN PRODUCTION
DE102004013019A1 (en) * 2004-03-16 2005-10-06 Sebastian Zimmer Fluidized bed reactor
US20070000173A1 (en) * 2005-06-28 2007-01-04 Michael Boe Compact reforming reactor
US7819071B2 (en) * 2006-11-16 2010-10-26 Seminatore Salvatore J Nozzle system
DE102008014475A1 (en) * 2008-03-17 2009-11-12 Uhde Gmbh Method and device for the metered removal of a fine to coarse-grained solid or solid mixture from a storage container
FI20086192A (en) * 2008-12-12 2010-06-13 Foster Wheeler Energia Oy A circulating fluidized bed reactor for oxygen combustion, a method for operating such a reactor and a method for converting a circulating fluidized bed reactor
CN101566386B (en) * 2009-03-18 2012-05-30 河北工业大学 Porous-medium gas hot water heater
JP4565669B1 (en) * 2010-04-19 2010-10-20 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 Air diffuser and diffuser for sludge fluidized bed incinerator
GB2497541B (en) * 2011-12-13 2014-05-14 Rolls Royce Plc Method and apparatus for the treatment of part of a component using a fluidised bed of powder, the apparatus including a powder screen
CN102631871A (en) * 2012-04-24 2012-08-15 北京工业大学 Blockage-free distributor for gas-solid/liquid-solid reactor
JP5640123B1 (en) * 2013-08-09 2014-12-10 株式会社超高温材料研究センター Heat efficiency improvement method for heating equipment and heat efficiency improvement device for heating equipment
US10226778B2 (en) * 2014-06-30 2019-03-12 Carbonxt, Inc. Systems, lances, nozzles, and methods for powder injection resulting in reduced agglomeration
US20160379727A1 (en) 2015-01-30 2016-12-29 Studsvik, Inc. Apparatus and methods for treatment of radioactive organic waste
US10465984B2 (en) * 2017-01-23 2019-11-05 Hall Labs Llc Circulating fluidized bed connected to a desublimating heat exchanger
MY195415A (en) * 2017-04-28 2023-01-19 Sumitomo SHI FW Energia Oy A Fluidizing Gas Nozzle Head and a Fluidized Bed Reactor With Multiple Fluidizing Gas Nozzle Heads
CN114272856B (en) * 2021-12-17 2023-08-01 中国科学院工程热物理研究所 Axial air outlet hood and fuel reaction device

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3524819A (en) * 1967-03-03 1970-08-18 Lummus Co Steam reforming of hydrocarbons
US4135885A (en) * 1977-01-03 1979-01-23 Wormser Engineering, Inc. Burning and desulfurizing coal
FR2391759A1 (en) * 1977-05-26 1978-12-22 Air Ind PNEUMATIC DECLOGGING DEVICE FOR DUST SEPARATOR
FR2426228A1 (en) * 1978-05-05 1979-12-14 Procedyne Corp Fluidised bed calcination reactor - with heating element wound round the reactor and gas flowing upwards from ports in the bed of the reactor
US4279207A (en) * 1979-04-20 1981-07-21 Wormser Engineering, Inc. Fluid bed combustion
GB2086754B (en) * 1980-09-11 1984-06-06 Worsley G P & Co Ltd Fluidised bed furnaces
MX168335B (en) * 1982-08-12 1993-05-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd IMPROVED APPARATUS FOR REFORMING FUEL
US4630594A (en) * 1983-03-09 1986-12-23 Ellersick Russell R Furnace wall lining composition and the use thereof
US4499857A (en) * 1983-10-17 1985-02-19 Wormser Engineering, Inc. Fluidized bed fuel burning
DE3409106A1 (en) * 1984-03-13 1985-09-19 Deutsche Babcock Werke AG, 4200 Oberhausen COMBUSTION CHAMBER
DE3464955D1 (en) * 1984-08-28 1987-08-27 Tno Fluidised bed combustion apparatus
DE3516693A1 (en) * 1985-05-09 1986-11-13 Heinz Dipl.-Ing. 4390 Gladbeck Hölter Method for determining the fluidised-bed height in furnaces
US4708068A (en) * 1986-08-20 1987-11-24 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Fluidized-bed incineration equipment for removing organic substances
US4768468A (en) * 1987-05-26 1988-09-06 Ube Industries, Ltd. Method of controlling a fluidized bed boiler
US4800846A (en) * 1987-06-23 1989-01-31 Ube Industries, Ltd. Method of controlling a fluidized bed boiler
US4828481A (en) * 1987-10-05 1989-05-09 Institute Of Gas Technology Process and apparatus for high temperature combustion

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT519392A1 (en) * 2016-11-09 2018-06-15 Beilschmidt Alfred Fluidized bed reactor
AT519392B1 (en) * 2016-11-09 2019-10-15 Beilschmidt Alfred Fluidized bed reactor

Also Published As

Publication number Publication date
DE68913345D1 (en) 1994-04-07
EP0342918A2 (en) 1989-11-23
EP0342918A3 (en) 1991-10-30
EP0342918B1 (en) 1994-03-02
US4966101A (en) 1990-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE68913345T2 (en) Fluid bed device.
EP0028025B1 (en) Method and device for the production of microdroplets of liquid
DE69105230T2 (en) Endothermic reactor.
DE69825408T2 (en) HEAT EXCHANGER AND ITS USE METHOD
WO1986002016A1 (en) Heat exchanger
EP1890785B1 (en) Compact total evaporator
DE4028853A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR GASIFYING LIQUID AND / OR FINE GRAIN SOLID GASIFICATION SUBSTANCES AND / OR FOR REFORMING A GAS
DE2710522A1 (en) HEAT ACTUATOR
EP0657011A1 (en) Burner
WO2006108796A1 (en) Micro-evaporator
DE112009003819T5 (en) Containment or containment system for reactive chemicals
DE3331202A1 (en) FLUID BED REACTOR SYSTEM
DE2610279A1 (en) METHOD FOR PREVENTING COCK DEPOSIT FORMATION IN A FLUID BED REACTOR
WO2013092593A1 (en) Device and method for reforming natural gas
EP3601925A1 (en) Reaction device with heat exchanger and use thereof
DE2824542A1 (en) FLUID BURNING PLANT
DE102010028816A1 (en) Fluidized bed reactor useful for producing product gas from carbon-containing input materials via allothermal gasification comprises combustion chamber with first fluidized bed, reformer reactor with second fluidized bed and feeding device
DE69401431T2 (en) METHOD FOR CONTROLLING THE HEATING DEGREE OF A SOLID IN A HEAT EXCHANGER WITH RING SHAPED TUBES
EP2462398A1 (en) Method and device for cooling a fine grained solid bulk while exchanging the open space gas contained therein simultaneously
DE2828408A1 (en) REGENERATION DEVICE FOR USED ACTIVATED CHARCOAL
DE102016110062B3 (en) Reactor for a storage material which absorbs or releases heat with absorption or desorption of a reaction gas, preferably for a metal hydride, process for its production and use as well as filling device
DE102009039836A1 (en) Synthesis gas reactor with heated coke cloud
DE102007041427A1 (en) Process and plant for the heat treatment of fine-grained solids
DE1501380A1 (en) Method and device for heat exchange between gases, vapors, liquids and / or solid substances on the one hand and solid or liquid heat carriers on the other
DE69003534T2 (en) REACTOR FOR BRINGING FIXED PARTICLES AND FLUID TOGETHER.

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee